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合金结构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 [1]  。
增大钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时，从表层起淬成马氏体层的深度，是取得良好综合性能的主要参数。除Co外，几乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高钢的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、B的作用最强，其次是Ni、Si、Cu。而强碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于奥氏体中时才能增大钢的淬透性。
②影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散，因而在同样温度下和碳素钢相比，一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用，从而提高钢的回火稳定性即提高钢的抗回火软化能力V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显著，

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，应采取措施消除内应力和白点。


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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。

其主要目的是通过加入含量较低的常规合金元素来提高钢材的强度和综合性能，以减轻各种用途的工程构件的质量，增强其使用的可靠性和安全性，并获得相应的经济效益。
 国标《低合金高强度结构钢》（GB/T1591—2008)中采用强度等级与质量等级来表示。
  现标准中有8个强度等级，即Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690(Q代表的是钢材的屈服点）；按是否进行冲击试验或冲击试验温度高低区分为5个质量等级，即A、B、C、D、E;化学成分方面，按不同质量等级规定不同的成分，特别是对钢中S、P含量的要求不同。碳含量只有上限，而没有下限，是为了适应不同工艺的要求。用户或生产厂家可以根据情况和需求选择钢材的交货状态。