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合金刀片合金元素：主要合金元素有鉻、錳、鎳等，目的提高淬火性。經過滲碳、淬火、低溫回火后，芯部獲得低碳馬氏體組織，提高了強度和韌性。此外，鉻能顯著提高滲碳層的碳含量，鎳能有效抑制晶粒的生長，使晶粒微細化，提高強韌性。除此之外合金元素還有鎢、鉬、鈦、釩等。目的是在900℃以上高溫滲碳時，這些合金元素會在鋼中形成穩定的強碳化物，阻礙奧氏體晶粒的生長，得到微細的組織，即細晶粒強化。為了保證滲碳部件芯部的塑性和韌性，合金圓刀的碳含量一般為0.1%~0.25%。
在工作期間，合金刀片的齒面會受到高應力、強摩擦和磨損。也就是表面不僅受到高彎矩力，還會受到沖擊負荷。因此，要求材料具有高力學性能，表面具有高硬度、耐磨性，芯部具有高塑性、韌性，即外硬內韌的特性。
