Nadat legeringselementen aan staal zijn toegevoegd, bestaan ze in het staal in drie hoofdvormen. Dat wil zeggen: het vormen van een vaste oplossing met ijzer; het vormen van carbiden met koolstof; en het vormen van intermetallische verbindingen in hooggelegeerd staal.
1. Opgelost in ijzer
Bijna alle legeringselementen (behalve Pb) kunnen worden opgelost in ijzer om legeringsferriet of legeringsausteniet te vormen. Afhankelijk van hun effecten op -Fe of -Fe kunnen legeringselementen worden onderverdeeld in twee categorieën: het uitbreiden van het austenietfasegebied en het krimpen van het austenietfasegebied.
De elementen die het fasegebied uitbreiden - ook bekend als austeniet stabiliserende elementen, zijn voornamelijk Mn, Ni, Co, C, N, Cu, etc. Ze zorgen ervoor dat het A3-punt (-Fe-Fe overgangspunt) daalt en het A4-punt (-Fe overgangspunt) stijgt, waardoor het bestaansbereik van de -fase wordt uitgebreid. Onder hen kunnen Ni, Mn, etc., wanneer toegevoegd in een bepaalde hoeveelheid, het fasegebied uitbreiden tot onder kamertemperatuur, waardoor het fasegebied verdwijnt, wat het element wordt genoemd dat het fasegebied volledig uitbreidt. Sommige andere elementen (zoals C, N, Cu, etc.), hoewel ze het fasegebied uitbreiden, kunnen het niet uitbreiden tot kamertemperatuur, dus worden ze elementen genoemd die het fasegebied gedeeltelijk uitbreiden.
Elementen die het fasegebied verkleinen - ook bekend als ferrietstabiliserende elementen, omvatten voornamelijk Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr, enz. Ze verhogen het A3-punt en verlagen het A4-punt (behalve chroom, wanneer het chroomgehalte minder dan 7% is, neemt het A3-punt af; wanneer het groter is dan 7%, stijgt het A3-punt snel), waardoor het bereik van het fasegebied wordt verkleind en het ferrietstabiele gebied wordt uitgebreid. Volgens hun verschillende functies kunnen ze worden onderverdeeld in elementen die het fasegebied volledig afsluiten (zoals Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, enz.) en elementen die het fasegebied gedeeltelijk verkleinen (zoals B, Nb, Zr, enz.).
2. Carbidevormende legeringselementen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: carbidevormende elementen en niet-carbidevormende elementen, afhankelijk van hun affiniteit met koolstof in staal.
Veelvoorkomende niet-carbide vormende elementen omvatten: Ni, Co, Cu, Si, Al, N, B, enz. Ze zijn in principe opgelost in ferriet en austeniet. Veelvoorkomende carbide vormende elementen omvatten: Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti, enz. (gerangschikt in volgorde van de stabiliteit van de gevormde carbiden van zwak naar sterk). Sommige van hen zijn opgelost in de matrixfase in staal, en sommige vormen legeringcementiet. Wanneer het gehalte hoog is, kunnen nieuwe legeringkoolstofverbindingen worden gevormd.
