增大回火脆性和碳鋼一樣，合金鋼也產(chǎn)生回火脆性，而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發(fā)生的第二類回火脆性(高溫回火脆性)主要與某些雜質(zhì)元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴(yán)重偏聚有關(guān)，多發(fā)生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。這是一種可逆回火脆性，回火后快冷(通常用油冷)可防止其發(fā)生。鋼中加入適當(dāng)Mo或W(0.5%Mo，1%W)也可基本上這類脆性。合金元素對鋼的機(jī)械性能的影響提高鋼的強(qiáng)度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強(qiáng)度，就要設(shè)法增大位錯運(yùn)動的阻力。金屬中的強(qiáng)化機(jī)制主要有固溶強(qiáng)化、位錯強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相(沉淀和彌散)強(qiáng)化。合金元素的強(qiáng)化作用，正是利用了這些強(qiáng)化機(jī)制。

固、液相線的溫度愈低和結(jié)晶溫區(qū)愈窄，其鑄造性能愈好。合金元素對鑄造性能的影響，主要取決于它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外，許多元素，如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點(diǎn)碳化物或氧化物質(zhì)點(diǎn)，增大鋼的粘度，降低流動性，使鑄造性能惡化。在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。合金元素與鐵、碳的相互作用合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即：與鐵形成固溶體；與碳形成碳化物；在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。溶于鐵中幾乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入鐵中，形成合金鐵素體或合金奧氏體，按其對α-Fe或γ-Fe的作用，可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。