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  含有特定數量合金元素的鋼-碳和錳，銅，硅，硫和磷的常用含量-被稱為合金鋼。添加合金元素以改變機械或物理性能。當給定的合金元素含量范圍的最大值超過以下一個或多個限制時，則認為該鋼為合金：錳1.65％，硅0.60％或銅0.60％；或當在結構合金鋼公認的限制范圍內指定或要求以下元素的確定范圍或最小含量時：鋁，鉻（至3.99％），鈷、,、鉬，鎳，鈦，鎢，釩，添加鋯或其他元素以獲得合金效果。

  從技術上講，工具和不銹鋼是合金鋼(gang)。但是，在本章中，術語“合金鋼”是指那些含有適量合金元素并且通常依賴于熱處理來發展特定性能的鋼。例如，通過適當的熱處理，某些合金鋼的抗拉強度可以從約55,000 psi升高到近300,000 psi。
  該系列中大多數鋼的細分包括“可淬透”和“滲碳”等級（以及一些特殊等級，例如氮化鋼）。當最大硬度和強度必須在零件內部深處延伸時，可以使用通過淬火和回火熱處理的全硬化等級。滲碳牌號用于需要堅硬的芯和相對較淺，較硬的表面的地方。經過表面硬化處理，例如滲碳（或滲氮氮化合金），這些鋼適用于必須承受磨損以及高應力的零件。鑄鋼通常經過淬火，而不經過表面處理。
  碳含量和合金元素會影響兩種合金鋼的整體特性。可達到的最大表面硬度主要取決于碳含量。小部分的最大硬度和強度隨碳含量的增加而增加，最高可達約0.7％。但是，碳含量大于0.3％會增加淬火或焊接過程中開裂的可能性。合金元素主要影響淬透性。它們還會影響其他機械和制造性能，包括韌性和可加工性。

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