為了提高聲測管的某些性能，獲得某些特殊性能，冶煉過程中故意添加的元素稱為合金元素。常用的合金元素有鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷等。

1.鉻(cr)

鉻可以增加聲測管的淬透性和二次硬化，提高碳聲測管的硬度和耐磨性，防止聲測管變脆。當含量超過12%時，聲測管具有良好的高溫抗氧化和抗氧化腐蝕作用，也增加了聲測管的熱強度。鉻是聲測管耐酸聲測管和耐熱聲測管的主要合金元素。鉻可以提高聲測管軋制狀態的強度和硬度，降低伸長率和截面收縮率。當鉻含量超過15%時，強度和硬度會降低，伸長率和截面收縮率會相應增加。含鉻聲測管零件經研磨容易獲得較高的表面加工質量。鉻在調質結構中的主要作用是提高淬透性，使聲測管淬火回火后具有良好的綜合力學性能，在滲碳聲測管中形成含鉻碳化物，從而提高材料表面的耐磨性。含鉻彈簧聲測管熱處理不易脫碳。鉻能提高聲測管的耐磨性、硬度和紅硬度，具有良好的回火穩定性。鉻能提高電熱合金的抗氧化、電阻和強度。

2.鎳(Ni)

鎳在聲測管中強化鐵素體，細化珠光體，整體效果是提高強度，對塑性影響不大。一般而言，在軋聲測管、正火或退火狀態下使用的低碳聲測管不需要調質處理，一定的鎳含量能提高聲測管的強度而不顯著降低其韌性。據統計，每增加1%的鎳可以增加29.4Pa的強度。隨著鎳含量的增加，聲測管的屈服程度快于抗拉強度，因此鎳聲測管的屈服程度高于普通聲測管。鎳在提高聲測管強度的同時，對聲測管韌性、塑性等工藝性能的損害小于其他合金元素。對于中碳聲測管來說，鎳降低了珠光體的轉化溫度，使珠光體變細；而且由于鎳降低了共析點的碳含量，與碳含量相同的聲測管相比，其珠光體更多，使得含鎳的珠光體鐵素體聲測管的強度高于碳含量相同的聲測管。相反，如果聲測管的強度相同，鎳聲測管的碳含量可以適當降低，從而提高聲測管的韌性和塑性。鎳可以提高聲測管對疲勞的抗力，降低聲測管對缺口的敏感性。降低鎳聲測管低溫脆性轉換溫度對低溫聲測管具有重要意義。含鎳量3.5%的聲測管可在-100℃使用，含鎳量9%的聲測管可在-196℃工作。鎳不增加聲測管對蠕變的抗力，因此一般不作為熱強聲測管的強化元素。

3.鉬(Mo)

鉬能提高聲測管的淬透性和熱強度，防止回火脆性，增加剩磁性和矯頑力以及某些介質的耐腐蝕性。在調質聲測管中，鉬大的零件淬深淬透，提高了聲測管的抗回火性或回火穩定性，使零件在較高溫度下回火，從而更有效地消除(或降低)殘余應力，提高塑性。鉬還能保持聲測管的硬度相對穩定，增加變形?？沽押湍p等。鉬可以進一步提高有機酸(如蟻酸、醋酸、草酸等)的耐腐蝕性，以及過氧化氫、硫酸、亞硫酸、硫酸鹽、酸性染料、漂白粉等。特別是鉬的加入，防止了氯離子的存在引起的點腐蝕傾向。

4.鎢(W)

除碳化物外，鎢在聲測管中部分溶解在鐵中形成固溶體。其作用與鉬相似，按質量分數計算，一般效果不如鉬顯著。鎢在聲測管中的主要樣圖是增加回火穩定性、紅硬度、熱強度和碳化物的耐磨性。因此主要用于聲測管，如高速聲測管、熱鍛模具聲測管等。鎢在優質彈簧聲測管中形成難熔碳化物，可以緩解碳化物的聚集過程，保持高溫強度。鎢還可以降低聲測管的過熱敏感性，提高淬透性和硬度。65SiMnWA彈簧聲測管熱軋后空冷硬度高，50mm2截面的彈簧聲測管可在油中淬透，可作為承受大負荷、耐熱(不超過350℃)、受沖擊的重要彈簧。30W4Cr2VA高強度耐熱優質彈簧聲測管，淬透性大，1050~1100℃淬火，550~650℃回火后抗拉強度達到1470~1666Pa。主要用于制造高溫(不超過500℃)的彈簧。由于鎢的加入可以顯著提高聲測管的耐磨性和切削性，鎢是聲測管的主要元素。

5.釩(v)

釩、碳、氨、氧親和力強，形成相應的穩定化合物。釩主要以碳化物的形式存在于聲測管中。其主要作用是細化聲測管的結構和晶粒，降低聲測管的強度和韌性。當高溫溶于固溶體時，提高淬透性；相反，如果以碳化物的形式存在，淬透性會降低。釩增加淬火聲測管的回火穩定性，產生二次硬化效應。除高速工具聲測管外，聲測管中釩含量一般不超過0.5%。釩能細化普通低碳聲測管中的晶粒，提高正火后的強度、屈服比和低溫特性，提高聲測管的焊接性能。釩在合金結構聲測管中，在一般熱處理條件下會降低淬透性，因此常與錳、鉻、鉬和鎢結合使用。釩主要是提高聲測管的強度和屈服率，細化晶粒，提高調質聲測管的過熱敏感性。釩在聲測管中細化晶粒，降低過熱敏感性，提高回火穩定性和耐磨性，延長工具壽命。

6.鈦(Ti)

鈦、氮、氧、碳親和力強，硫親和力強于鐵。因此，它是一種很好的脫氧去氣劑和固定氮碳的有效元素。鈦雖然是強碳化物形成元素，但不與其他元素結合形成復合化合物。碳化鈦結合力強，穩定，不易分解。只有加熱到1000℃以上，才能在固溶體中慢慢溶解。碳化鈦顆粒在溶解前可以防止晶粒生長。由于鈦與碳的親和力遠大于鉻與碳的親和力，聲測管常用鈦固定碳，以消除晶界鉻的貧化，從而消除或減少聲測管的晶間腐蝕。鈦也是強鐵氧體的元素之一，強烈提高了聲測管的A1和A3溫度。鈦能提高普通低合金聲測管的塑性和韌性。鈦固定氮和硫，形成碳化鈦，提高聲測管的強度。正火細化晶粒，沉淀碳化物可顯著提高聲測管的塑性和沖擊韌性。含鈦合金結構聲測管具有良好的力學性能和工藝性能，其主要缺點是淬透性差。高鉻聲測管通常需要添加碳含量約5倍的鈦，這不僅可以提高聲測管的耐腐蝕性(主要是抗晶間腐蝕)和韌性；它還可以組織聲測管在高溫下的晶粒生長傾向，提高聲測管的焊接性能。

7.鈮/顎(Nb/Cb)

鈮與常和鉭共生，在聲測管中的作用相似。鈮和鉭部分溶解在固溶體中，起到固溶強化的作用。溶于奧氏體時，聲測管的淬透性顯著提高。然而，當碳化物和氧化物顆粒以碳化物和氧化物顆粒的形式存在時，細化晶粒，降低聲測管的淬透性。它可以增加聲測管的回火穩定性，具有二次硬化功能。微量鈮可以提高聲測管的強度，而不影響聲測管的塑性或韌性。由于能提高聲測管的沖擊韌性，降低擊韌性，降低其脆性轉化溫度。當含量大于碳的8倍時，聲測管中幾乎所有的碳都可以固定，使聲測管具有良好的抗氫性?？梢苑乐寡趸橘|對奧氏體晶體的腐蝕。由于固定碳和沉淀硬化，高熱強聲測管的高溫性能，如蠕變強度。

8.鋯(Zr)

鋯是一種強碳化物形成元素，在聲測管中的作用類似于鈮、鉭和釩。添加少量鋯可以脫氣、凈化和細化晶粒，有利于聲測管的低溫性能和沖壓性能。超高強度聲測管和鎳基高溫合金常用于制造燃氣發動機和彈道導彈結構。

9.鈷(Co)

鈷多用于特殊的聲測管和合金，含鈷的高速聲測管具有高溫硬度，與鉬同時加入馬氏體時效聲測管可以獲得超高硬度和良好的綜合力學性能。此外，鈷也是熱強聲測管和磁性材料中的重要合金元素。鈷降低了聲測管的淬透性，所以單獨加入聲測管會降低調質后的綜合力學性能。鈷可以強化鐵素體，加入聲測管，在退火或正火下提高聲測管的硬度、屈服點和抗拉強度，對伸長率和截面收縮率有不利影響，沖擊韌性也隨著鈷含量的增加而降低。鈷具有抗氧化性能，用于耐熱聲測管和耐熱合金。鈷基合金燃氣渦輪顯示出其獨特的功能。