پس از افزودن عناصر آلیاژی به فولاد، به سه شکل اصلی در فولاد وجود دارند. یعنی: تشکیل محلول جامد با آهن; تشکیل کاربیدها با کربن؛ و تشکیل ترکیبات بین فلزی در فولاد آلیاژی بالا.
1. حل شده در آهن
تقریباً تمام عناصر آلیاژی (به جز سرب) را می توان در آهن حل کرد تا فریت آلیاژی یا آستنیت آلیاژی ایجاد شود. عناصر آلیاژی با توجه به تأثیرات آنها بر -Fe یا -Fe به دو دسته تقسیم می شوند: گسترش ناحیه فاز آستنیت و کوچک شدن ناحیه فاز آستنیت.
عناصری که منطقه فاز را گسترش می دهند - که به عنوان عناصر تثبیت کننده آستنیت نیز شناخته می شوند، عمدتاً منگنز، نیکل، کو، C، N، مس و غیره هستند. آنها نقطه A3 (نقطه گذار -Fe-Fe) را کاهش می دهند و نقطه A4 ( -نقطه گذار -Fe) افزایش می یابد، در نتیجه دامنه وجود فاز - را گسترش می دهد. در این میان، Ni، منگنز و غیره وقتی به مقدار مشخصی اضافه شوند، می توانند ناحیه فاز را تا زیر دمای اتاق گسترش دهند و باعث ناپدید شدن ناحیه فاز شوند که به عنصری می گویند که منطقه فاز را کاملاً منبسط می کند. برخی از عناصر دیگر (مانند C، N، Cu و غیره) با وجود اینکه منطقه فاز را گسترش می دهند، نمی توانند آن را تا دمای اتاق گسترش دهند، بنابراین به آنها عناصری می گویند که تا حدی منطقه فاز را گسترش می دهند.
عناصری که سطح فاز را کاهش می دهند - که به عنوان عناصر تثبیت کننده فریت نیز شناخته می شوند، عمدتاً شامل کروم، مو، W، V، Ti، Al، Si، B، Nb، Zr و غیره می شوند. آنها نقطه A3 را افزایش و نقطه A4 را کاهش می دهند (به جز کروم، زمانی که محتوای کروم کمتر از 7٪ باشد، نقطه A3 زمانی که بیشتر از 7٪ باشد کاهش می یابد، نقطه A3 به سرعت افزایش می یابد، در نتیجه محدوده فاز کاهش می یابد و ناحیه پایدار فریت گسترش می یابد. با توجه به عملکردهای مختلف آنها می توان آنها را به عناصری تقسیم کرد که به طور کامل منطقه فاز را می بندد (مانند Cr، Mo، W، V، Ti، Al، Si و غیره) و عناصری که تا حدی سطح فاز را کاهش می دهند (مانند B). ، Nb، Zr، و غیره).
2. عناصر آلیاژی کاربید ساز را می توان به دو دسته عناصر کاربید ساز و عناصر غیرکاربید ساز با توجه به میل ترکیبی با کربن موجود در فولاد تقسیم کرد.
عناصر تشکیل دهنده غیر کاربید متداول عبارتند از: Ni، Co، Cu، Si، Al، N، B و غیره که اساساً در فریت و آستنیت حل می شوند. عناصر تشکیل دهنده کاربید رایج عبارتند از: منگنز، کروم، W، V، Nb، Zr، Ti و غیره (به ترتیب پایداری کاربیدهای تشکیل شده از ضعیف به قوی چیده شده اند). برخی از آنها در فاز ماتریس در فولاد حل می شوند و برخی سمنتیت آلیاژی تشکیل می دهند. هنگامی که محتوای آن زیاد باشد، ترکیبات کربن آلیاژی جدید می توانند تشکیل شوند.
