这类钢,由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。
合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%～0.55%，对于既定截面尺寸的结构件，在调质处理（淬火加回火）时，如果沿截面淬透，则力学性能良好，如果淬不透，显组织中出现有自由铁素体，则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等，回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径，随晶粒度和合金元素含量的增加而增大，例如，40Cr和35SiMn钢约为30～40mm，而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60～100mm，常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低，一般在0.12～0.25%，同时还有适量的合金元素，以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。渗碳或碳氮共渗钢，经850～950℃渗碳或碳氮共渗后，淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480～580℃)，直接使用，不再经淬火与回火处理。
根据钢种和钢的质量要求，合金结构钢的冶炼，可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉；或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时，应力求温度均匀并有足够的保温时间，以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀；锻、轧后的钢材，尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快速冷却,以免加重带状组织；截面较大的锻件，应采取措施内应力和白点。调质钢应尽可能淬火成马氏体组织，然后回火成索氏体组织；渗碳钢在渗碳过程中，渗层浓度梯度不宜过大,以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能，再经***后精加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨除去外，不再加工。
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一、 模具钢
20CrH、Cr12、Cr12MoV、SKD11、DC53、Cr12Mo1V1、P20、718(H)、H13、4Cr5MoSiV1、NAK80、S136(H)、SKD61、DAC、SLDM2、SKS、O1（油钢）、A2、A3、S45C
二、 齿轮钢、轴承钢
15CrMo、20CrMo、35CrMo、42CrMo、22CrMoH、20-30CrMnTi、20CrNiMo、8620、GCr15、SUJ2、CrNiMo、CrNi2Mo、25CrNiMoV、25Cr2MoV、17CrNiMo6、34CrNiMo6、30CrNiMo8
三、 军工特钢
40CrNiMoA、45CrNiMoV、20Ni4Mo、30CrMnSiA、35CrMnSiA、38CrSi、12CrNi3A、20CrNi3A、30CrNi3A、34CrNi3A 、37CrNi3A、34-37CrNi3MoA、PCrNiMoA、 PCrNi3MoA 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A 18 Cr2NI4WA 、25Cr2NI4WA
四、 高强度合金结构钢、合结钢
20Cr、40Cr、30CrMo、20 CrMnMo、30 CrMnMo、40CrMnMo、38CrMoAL 、27SiMn
五、 低合金结构钢、易切削钢、碳素钢
16Mn、Q345B、Q345D、Q235C、20-30Mn、40Mn、50Mn、20-45Mn2、15CrMn、20CrMn、16MnCr5（德国）、20MnCr5、Y15、Y15PbL#、45#
用途主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的磨损，同时又承受较大的交变载荷，是冲击载荷。
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