合金元素與鐵原子形成的固溶體分間隙式固溶體和置換式固溶體兩種，碳、氮、硼等小原子合金元素形成的是間隙式固溶體，溶質原子塞在原晶格的間隙裡，使晶格尺寸發生嚴重畸變，對硬度影響大。 而鉻、錳、鎳等與鐵原子是形成置換式固溶體，晶格也會發生畸變，但程度有限，畸變主要來自於溶質原子和鐵原子直徑的差異，特別是如果溶質合金元素的原子直徑與鐵原子相差很小的話，影響幾乎沒有，因此置換式固溶體中的合金元素含量對硬度影響也有限。 楊工有個帖子上總結過一些經驗公式，其中就有硬度與碳當量的關係，碳當量是總的合金元素含量折算到碳含量對硬度的影響，這個公式是：碳當量Cep=C+1/6Mn+1/5(Cr+Mo+V)+1/15(Cu+Ni) +…; 由這個經驗公式可以看出錳的影響差不多是碳的1/6，鉻是1/5，鎳是1/15，為什麼會是這樣的呢？原因在於加入這些合金元素對於晶格畸變的影響程度與碳相比是截然不同的，這就是我們在討論硬度影響因素的時候，應該主要關注能夠和鐵形成間隙式固溶體的元素含量的原因之所在。