合金元素能使淬火鋼在回火過程中的組織分解和轉(zhuǎn)變速度減慢，增加回火抗力，提高回火穩(wěn)定性，從而使鋼的硬度隨回火溫度的升高而下降的程度減弱;在某些碳化物形成元素的作用下，甚至在回火時出現(xiàn)二次硬化現(xiàn)象。

　　碳化物形成元素，尤其是強碳化物形成元素，由于它們減緩碳的擴散，因而能推遲馬氏體分解過程。非碳化物形成元素Si，由于它能抑制ε碳化物質(zhì)點的長大并延緩ε碳化物向Fe3C的轉(zhuǎn)變，因而提高了馬氏體分解的溫度。非碳化物形成元素Ni及弱碳化物形成元素Mn，對馬氏體分解幾乎無影響。

　　合金元素一般都能提高殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍。在碳化物形成元素含量較高的高合金鋼中，淬火后殘余奧氏體十分穩(wěn)定，甚至加熱至500 - 600℃仍不分解，而是在冷卻過程中部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度反而增加，這種現(xiàn)象稱為“二次硬化”。

　　隨著回火溫度升高，合金元素在α固溶體和碳化物兩個基本相之間將進行重新分布。碳化物形成元素將從α固溶體移至碳化物內(nèi)，直至平衡。因此，隨著回火溫度升高，碳化物成分不斷發(fā)生變化，碳化物類型相應(yīng)也發(fā)生轉(zhuǎn)變，一般趨勢是由較不穩(wěn)定的碳化物演變?yōu)楸容^穩(wěn)定的碳化物。如鉻鋼回火時由ε碳化物向(Cr，F(xiàn)e)23C6碳化物演變。

　　在高合金鋼中，由于Ti、V、Mo、W等在500 - 600℃溫度范圍內(nèi)回火時將沉淀析出這些元素的特殊碳化物，因此，這時硬度不但不降低，反而再次增加，這就是所謂“沉淀型”的二次硬化現(xiàn)象。

　　回火溫度再繼續(xù)升高，特殊碳化物將發(fā)生聚集長大，溫度愈高，聚集愈強烈。這時鋼的硬度又開始下降。強碳化物形成元素W、Mo、V、Ti等與碳的親和力大，能減緩碳的擴散，即使碳化物難以溶解，也使碳化物不易聚集?？偟恼f來，相同含碳量的鋼，在同樣的回火溫度下，含有碳化物形成元素的合金鋼，比含有非碳化物形成元素的合金鋼，其碳化物的彌散度要大。

　　合金元素能使α固溶體的馬氏體形態(tài)保持到更高的回火溫度，能提高α固溶體的再結(jié)晶溫度，使鋼具有更高的回火穩(wěn)定性。其中以Mo、W等的影響最為顯著。

　　合金元素對淬火鋼回火后力學(xué)性能的不利方面是回火脆性問題?；鼗鸫嘈砸话闶窃?50 - 400℃與550 - 650℃這兩個溫度范圍內(nèi)回火時出現(xiàn)的，它使鋼的韌性顯著降低，前者稱為低溫回火脆性或第一類回火脆性，后者稱為高溫回火脆性或第二類回火脆性。

　　有些合金結(jié)構(gòu)鋼如含鉻、錳的合金結(jié)構(gòu)鋼，在250 - 400℃溫度范圍內(nèi)回火后出現(xiàn)第一類回火脆性，這種回火脆性產(chǎn)生以后無法消除，因此又有不可逆回火脆性之稱。關(guān)于第一類

　　回火脆性產(chǎn)生的原因尚無肯定結(jié)論。最近試驗表明：中、低碳鋼在250- 400℃回火時，沿條狀馬氏體的間界析出碳化物薄片，這可能是引起低溫回火脆性的重要原因;硫、磷、砷、銻、錫等雜質(zhì)元素及氫、氮促進鋼的第一類回火脆性的發(fā)展;硅錳鋼360℃回火脆性的出現(xiàn)是與磷沿原奧氏體晶界的偏析有關(guān)。

　　為了避免第一類回火脆性，一般不在脆化溫度范圍內(nèi)回火;有時為了保證要求的力學(xué)性能而必須在脆化溫度回火時，可采取等溫淬火方法。另外可選用加入能使脆性區(qū)向高溫方向移動的合金元素(如硅)的鋼，以便較低溫度回火后在保證獲得高強度的同時具有高韌性。最近有試驗表明，硅錳鋼中加入鉬(約0.3%)可使360℃回火脆性大大減輕甚至完全被抑制。

　　必須指出，高碳鋼和合金工具鋼，在低溫回火后本來就比較脆，在一般沖擊試驗條件下，顯示不出低溫回火脆性，只有在扭轉(zhuǎn)和沖擊扭轉(zhuǎn)試驗條件下，才明顯表現(xiàn)出低溫回火脆性;而且試驗表明，在回火脆性區(qū)，它們的抗彎強度達到極大值。據(jù)此，高碳鋼和合金工具鋼所

　　選擇的低溫回火溫度并不一定要避開回火脆性區(qū)，對于承受彎矩的工模具，在回火脆性區(qū)低溫回火，不僅無害，反而可能是有益的。

　　第二類回火脆性主要在合金結(jié)構(gòu)鋼(含鉻、鎳、錳、硅的調(diào)質(zhì)鋼)中出現(xiàn)。試驗表明，第二類回火脆性與鋼中鎳、鉻以及雜質(zhì)元素銻、磷、錫等向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)，偏聚程度愈大，回火脆性愈嚴(yán)重，如錳鋼、鉻鋼的第二類回火脆性明顯地隨雜質(zhì)元素含量的增加而加大。將已經(jīng)發(fā)生第二類回火脆性的鋼重新回火加熱至600℃以上，使偏聚元素充分溶解并隨即快冷，可消除回火脆性，因此第二類回火脆性又有可逆回火脆性之稱。

　　防止第二類回火脆性的關(guān)鍵在于如何消除雜質(zhì)元素向晶界的偏聚。經(jīng)常采取提高鋼的純潔度，減少鋼中雜質(zhì)元素含量;加入適量的鉬和鎢于鋼中，消除或延緩雜質(zhì)元素向晶界偏聚;二次淬火，改善雜質(zhì)元素分布情況;回火后快冷，抑制雜質(zhì)元素向晶界偏聚等措施來防止第二類回火脆性。