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合金钢钢板的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。 合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢（含量＜5％），中合金钢（含量5％～10％），高合金钢（含量＞10％）；按质量分为优质合金钢、特质合金钢；按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。 在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。 合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。
大量的试验表明：厚壁不锈钢板在形变过程中不同程度地出现错层、形变孪晶、应变诱发马氏体，并在晶界与退火孪晶附近形成位错塞积和位错胞状组织。这些形变组织结构对加工硬化均有贡献。进行固溶处理的主要目的就是为了材料的内应力并降低硬度，提高厚壁不锈钢板的可成形性。而处理后硬度值过高说明软化效果差，残余应力没有充分释放，因为残余应力引起的晶格畸变也会使硬度值改变。正是由于残余应力的存在，导致在厚壁不锈钢板扩口时容易在应力集中的地方产生裂纹，从而影响扩口性能。由于晶界和晶界两侧晶粒的位向差，增加了晶体中位错滑移的阻力，因此晶界的主要作用是阻碍位错运动。晶粒越细，晶界越多，阻碍位错滑移的作用就越大，厚壁不锈钢板屈服强度就越高，形成了晶界强化，从而产生加工硬化；因此晶粒越小，在扩口时越容易产生加工硬化。刀具的刃口圆角和后刀面的磨损对厚壁不锈钢板表面层的冷作硬化有很大影响，刃口圆角和后刀面的磨损量越大，冷作硬化层的硬度和深度也越大。
