钢加热时的主要固态相变是非奥氏体相向奥氏体相的转变,即奥氏体化的过程。整个过程都和碳的扩散有关。合金元素中,非碳化物形成元素降低碳在奥氏体中的能,增加奥氏形成的速度;而强碳化物形成元素强烈妨碍碳在钢中的扩散,显著减慢奥氏体化的过程。
钢的淬透性(见淬火)高低主要取决于化学成分和晶粒度。除钴和铝等元素外,大部分合金元素溶入固溶体后都不同程度地抑制过冷奥氏体向珠光体和贝氏体的相变,增加获得马氏体组织的数量,即提高钢的淬透性。
钢的性能取决于铁的固溶体和碳化物各自性能以及它们相对分布的状态。合金元素对钢的力学性能的影响也与此有关。固溶于铁素体中的合金元素,起固溶强化作用,使强度和硬度提高,但同时使韧性和塑性相对地降低。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性(见易切削钢)。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加,因而增高切削抗力,加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。