Elementos de liga comuns incluem cromo, níquel, molibdênio, tungstênio, vanádio, titânio, nióbio, zircônio, cobalto, silício, manganês, alumínio, cobre, boro, terras raras e assim por diante. Fósforo, enxofre e nitrogênio também atuam como ligas em alguns tipos de aço (por exemplo, 11SMn30).
1. Cromo (Cr) O cromo pode aumentar a temperabilidade do aço e tem o efeito de endurecimento secundário, que pode melhorar a dureza e a resistência ao desgaste do aço carbono sem torná-lo quebradiço. Quando o conteúdo excede 12 por cento, o aço tem boa resistência à oxidação em alta temperatura e resistência à corrosão por oxidação, e também aumenta a resistência térmica do aço. O cromo é o principal elemento de liga do aço inoxidável resistente a ácidos e do aço resistente ao calor. O cromo pode melhorar a resistência e a dureza do aço carbono no estado laminado e reduzir o alongamento e a redução da área. Quando o teor de cromo excede 15%, a resistência e a dureza diminuem, e o alongamento e a redução da área aumentam proporcionalmente. A principal função do cromo na estrutura temperada e revenida é melhorar a temperabilidade, de modo que o aço tenha melhores propriedades mecânicas abrangentes após têmpera e revenido. No aço cementado, carbonetos contendo cromo também podem ser formados, melhorando assim a resistência superficial do material. Abrasividade. O aço para molas contendo cromo não é facilmente descarbonetado durante o tratamento térmico. O cromo pode melhorar a resistência ao desgaste, dureza e dureza vermelha do aço para ferramentas e possui boa estabilidade de revenimento. Em ligas eletrotérmicas, o cromo pode melhorar a resistência à oxidação, resistência e força da liga.
2. Níquel (Ni) O níquel fortalece a ferrita e refina a perlita no aço. O efeito geral é aumentar a resistência e o efeito na plasticidade não é significativo. De um modo geral, para o aço de baixo carbono usado em estado laminado, normalizado ou recozido sem tratamento de têmpera e revenimento, um certo teor de níquel pode aumentar a resistência do aço sem reduzir significativamente sua tenacidade. Ao melhorar a resistência do aço, o níquel causa menos danos à tenacidade, plasticidade e outras propriedades de processo do aço do que outros elementos de liga. Para o aço de médio carbono, como o níquel reduz a temperatura de transformação da perlita, a perlita fica mais fina; e como o níquel reduz o teor de carbono do ponto eutetóide, o número de perlita é maior que o do aço carbono com o mesmo teor de carbono. A resistência do aço ferrítico perlítico contendo níquel é maior do que a do aço carbono com o mesmo teor de carbono. Pelo contrário, se a resistência do aço for a mesma, o teor de carbono do aço contendo níquel pode ser adequadamente reduzido, de modo que a tenacidade e a plasticidade do aço possam ser melhoradas. O níquel pode aumentar a resistência do aço à fadiga e reduzir a sensibilidade do aço ao entalhe. O níquel reduz a temperatura de transição frágil de baixa temperatura do aço, o que é de grande importância para o aço de baixa temperatura. Aço com 3,5 por cento de níquel pode ser usado em -100 graus, e aço com 9 por cento de níquel pode trabalhar em -196 graus. O níquel não aumenta a resistência do aço à fluência, por isso geralmente não é usado como elemento de reforço para aços termicamente fortes. Além disso, o níquel adicionado ao aço pode não apenas resistir a ácidos, mas também resistir a álcalis e tem resistência à corrosão na atmosfera e no sal. O níquel é um dos elementos importantes no aço inoxidável resistente a ácidos.
3. molibdênio (Mo) O molibdênio pode melhorar a temperabilidade e a resistência térmica do aço, evitar a fragilidade do revenido, aumentar a remanência e a coercividade e a resistência à corrosão em certos meios.
4. Tungstênio（W） Além de formar carbonetos no aço, o tungstênio se dissolve parcialmente em ferro para formar uma solução sólida. Seu efeito é semelhante ao do molibdênio. Calculado por fração de massa, o efeito geral não é tão significativo quanto o do molibdênio. O principal padrão de tungstênio no aço é aumentar a estabilidade de revenimento, dureza vermelha, resistência térmica e aumento da resistência ao desgaste devido à formação de carbonetos. Portanto, é usado principalmente para ferramentas de aço, como aço de alta velocidade, aço para matrizes de forjamento a quente, etc. de liga de aço ferramenta.
5. Vanádio (V) O vanádio tem uma forte afinidade com carbono, amônia e oxigênio, e forma compostos estáveis correspondentes com ele. O vanádio existe principalmente na forma de carbonetos no aço. Sua principal função é refinar a estrutura e o grão do aço e reduzir a resistência e tenacidade do aço. Quando é dissolvido em uma solução sólida em alta temperatura, aumenta a temperabilidade; pelo contrário, quando existe na forma de carboneto, reduz a temperabilidade. O vanádio aumenta a estabilidade de revenimento do aço endurecido e produz um efeito de endurecimento secundário. O teor de vanádio no aço, exceto no aço para ferramentas de alta velocidade, geralmente não é superior a 0,5 por cento . O vanádio pode refinar grãos em aço de liga de baixo carbono comum, melhorar a resistência e a taxa de rendimento após a normalização e as características de baixa temperatura e melhorar o desempenho de soldagem do aço. O vanádio em ligas de aço estrutural é freqüentemente usado em combinação com manganês, cromo, molibdênio e tungstênio em aço estrutural porque reduz a temperabilidade sob condições gerais de tratamento térmico.
6. Titânio (Ti) O titânio tem uma forte afinidade com o nitrogênio, oxigênio e carbono, e tem uma afinidade mais forte com o enxofre do que com o ferro. Portanto, é um bom desoxidante e um elemento eficaz para a fixação de nitrogênio e carbono. Embora o titânio seja um forte elemento formador de carboneto, ele não se combina com outros elementos para formar compostos complexos. O carboneto de titânio tem forte força de ligação, estabilidade e não é fácil de decompor. Só pode ser lentamente dissolvido em solução sólida quando aquecido acima de 1000 graus em aço. WeChat de processamento de metal, o conteúdo é bom, merece atenção. Antes de serem dissolvidas, as partículas de carboneto de titânio têm o efeito de impedir o crescimento do grão. Como a afinidade entre o titânio e o carbono é muito maior do que entre o cromo e o carbono, o titânio é frequentemente usado para fixar o carbono no aço inoxidável para eliminar o esgotamento do cromo no limite do grão, eliminando ou reduzindo a corrosão intergranular do aço. O titânio também é um dos fortes elementos formadores de ferrita, o que aumenta fortemente as temperaturas A1 e A3 do aço. O titânio pode melhorar a plasticidade e a tenacidade do aço comum de baixa liga. A resistência do aço aumenta à medida que o titânio fixa nitrogênio e enxofre e forma carboneto de titânio. Após a normalização, os grãos são refinados e a precipitação para formar carbonetos pode melhorar significativamente a plasticidade e a resistência ao impacto do aço. A liga de aço estrutural contendo titânio tem boas propriedades mecânicas e propriedades de processo, mas a principal desvantagem é que a temperabilidade é ligeiramente ruim.
7. Nióbio (Nb) O nióbio pode se dissolver em solução sólida no aço e desempenhar um papel no fortalecimento da solução sólida. Quando dissolvido em austenita, a temperabilidade do aço é significativamente melhorada. Porém, na forma de carbonetos e partículas de óxido, refina os grãos e reduz a temperabilidade do aço. Pode aumentar a estabilidade de revenimento do aço e tem um efeito de endurecimento secundário. Traços de nióbio podem aumentar a resistência do aço sem afetar sua ductilidade ou tenacidade. Devido ao efeito do refinamento do grão, pode melhorar a tenacidade ao impacto do aço e reduzir sua temperatura de transição frágil. Quando o teor é mais de 8 vezes maior que o de carbono, quase todo o carbono do aço pode ser fixado, de modo que o aço tenha boa resistência ao hidrogênio. Em aços austeníticos, pode prevenir a corrosão intergranular do aço por meios oxidantes. Devido ao carbono fixo e ao endurecimento por precipitação, ele pode melhorar as propriedades de alta temperatura do aço de resistência térmica, como a resistência à fluência.