金属间化合物
钢中的过渡族金属元素之间形成一系列金属间化合物。其中最主要的有σ相和Laves相，它们都属于拓扑密排(TcP)相，它们由原子半径小的一种原子构成密堆层，其中镶嵌有原子半径大的一种原子，这是一种高度密堆的结构。它们的形成除了原子尺寸因素起作用外，也受电子浓度因素的影响。
σ相属于正方晶系，单位晶胞中有30个原子，在二元合金中，σ相形成与下列条件有关：(1)原子尺寸差别不大，σ相中原子半径差别最大的钨一钴系，其原子半径差为12％。(2)其中定有一组元为体心立方点阵(配位数为8)，另一个组元为面心立方或密排六方点阵(配位数为12)。(3)出现于“平均族数”(s+d层电子数)在5.7～7.5范围。二元合金中σ相存在的区域见表3。在三元系中，由于第三组元的加入会影响到σ相形成的浓度和温度范围。通常在含铬不锈钢中出现铁铬σ相，在铁-铬-锰三元系，铁-铬和铬-锰二元系中均可形成σ相，当锰加入不锈钢中，会促进σ相形成，并使其稳定温度范围加宽。许多合金元素都使铁铬。相稳定温度范围增高。铁铬σ相在低于820C稳定，硅促进d相形成并把稳定温度提高到900～960℃，锰和钼可把σ相稳定温度提高到1000℃。
表3二元合金中σ相存在区域
合金系
第五族或第六族金属含量
/％(原子分数)
每个原子拥有s+d
层电子数
V-Mn
24.3％V
6.5
V-Fe
37％～57％V
7.3～6.9
V-Co
40％～54.9％V
7.4～6.8
V-Ni
55％～65％V
7.2～6.7
Cr-Mn
19％～24％Cr(800℃)
6.84～6.78
Cr-Fe
43.5％～49％Cr(600℃)
7.1～7.0
Cr-Co
56.6％～61％Cr
7.3～7.2
Mo-Fe
47％～50％Mo(1400℃)
7.23～7.17
Mo-Co
59％～61％Mo(1500℃)
7.4～7.0
Laves相在二元系中，Layes相是化学式为AB2型的复杂立方或复杂六方点阵的金属间化合物，其组元A的原子半径和组元B的原子半径的比值ra／rb约1.2。Laves相的晶体结构有三种类型：(1)MgCu2型为复杂立方系。(2)MgZn2为复杂六方系。(3)MgNi2为复杂六方系。电子浓度影响到LaYeS相的晶体结构类型。过渡族金属元素之间的Laves相随着元素原子序数增高，Laves相的晶体类型发生了由复杂立方点阵→复杂六方点阵→复杂立方点阵的转变。并且Laves260相的“平均族数”不超过8。在合金钢中，Laves相是具有复杂六方点阵的MgZn2型，它们是MoFe2、wFe2、NbFe2和TiFe2。在多元合金钢中，原子尺寸较小的锰、铬和镍可取代Laves相中铁原子的位置，原子尺寸较大的合金元素处于A原子的位置，形成化学式为(w，Mo，Nb)(Fe，Ni，Mn，Cr)2的复合Laves相。Layes相出现在复杂成分的耐热钢中，是现代耐热钢中的一个强化相。
合金元素在钢的转变中的作用
合金元素对钢的临界点、钢在加热和冷却过程中的转变都有着强烈的影响。钢中加入合金元素经过热处理来影响钢中的转变，改变钢的组织，以得到不同的性能。
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