直讀光譜儀的原理基于不同元素或化合物在激發狀態下發射特定波長的光子的特性。通過測量和分析這些光子的光譜特征，可以確定樣品的成分和組成。直讀光譜儀的優勢在于它能夠提供快速、準確、非破壞性的化學分析結果。

（1）固溶強化

當合金元素溶解鐵素體時，具有固溶強化的作用。當合金元素的晶格常數和原子直徑與α-Fe不同或差距較大時，對鐵素體的強化效果更顯著，相反，強化效果較差。因此，不同元素對鐵素體的硬度的貢獻隨著成分的增加而不同。此外，合金元素加強了鐵素體溶液，特別是在合金元素增加的條件下，通常由于鐵素體晶格常數的嚴重變化，延展性塑性變形降低。因此，為了使鋼具有較高的綜合能，添加到鋼中的合金元素應少量多樣化，而不是添加某種元素越多越好。

（2）彌散強化

合金元素與碳形成碳化物，且以細小顆粒分布在固溶體基體上，可以起到彌散強化作用，進一步提高鋼的硬度和強度。除了上述強化效果外，當鋼中的碳化物數量較大時，鋼的硬度和耐磨性將顯著提高。一些碳化物具有高熔點，高穩定性，并且可以提高鋼的熱強度。

（3）細化奧氏體晶粒

當合金元素形成不溶性化合物（TiC、NbC、Al2O3、AlN等）時，這些化合物存在于奧氏體晶界上，機械地阻止奧氏體晶粒的生長，使冷卻和轉變后的奧氏體微觀結構變小，從而起到細晶強化的作用。

（4）提高鋼的淬透性

當奧氏體溶有合金元素時，合金元素的原子擴散能力較小，鐵和碳原子在奧氏體中的擴散能力也降低，使奧氏體的穩定性增加，不易轉變為珠光體。反映在C曲線上，C曲線向右移動（Co元素除外），從而降低了淬火臨界冷卻速率，提高了淬透性。因此，合金鋼不僅可以提高整體截面力學性能，還可以降低淬火變形和開裂的風險。但是，合金元素將C曲線向右移動，同時降低Ms點。Ms點的降低會增加合金鋼淬火后的殘余奧氏體量，不利于硬度和耐磨性的提高。

不同的元素在鋼材中使材料變得有韌性和硬度，可以應用在不同的行業和不同的工程，這便是直讀光譜儀對鋼材真正的意義。