合金結構鋼又稱合結鋼，是在碳素結構基礎上，加入5以下的一種或幾種元素。鋼中加入合金元素，*先是提高了鋼的淬透性，*證鋼經過熱處理后獲得良好的綜合機械性能，具有高的強度和足夠的韌性。由于具有合適的淬透性，經適宜的金屬熱處理后，顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體，因而具有較高的抗拉強度和屈強比（一般在0.85左右），較高的韌性和疲勞強度，和較低的韌性－脆性轉變溫度，可用于制造截面尺寸較大的機器零件。
合金元素作用
①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時，從表層起淬成馬氏體層的深度，是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外，幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、B的作用*強，其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。
②影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著，Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細小彌散的特殊碳化物質點如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強度不再下降反而升高,即出現二次硬化（見回火）。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。
③影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體；Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度；碳的強化作用*顯著。此外，加入這些合金元素，一般都細化奧氏體晶粒，增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較復雜，Ni改善鋼的韌性；Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感；降低P、S含量，提高鋼的純凈度，對改善鋼的韌性有重要作用（見金屬的強化）。
分類
1、根據熱處理工藝的不同大體分為：
（1）調質結構鋼：許多重要零件如軸類、連桿、重要螺栓等，多是在承受很大的交變應力和沖擊負荷等多種復合應力下工作，因此要求有較高的強度和韌性的綜合機械性能。為了達到上述要求，鋼件必須經過淬火及高溫回火處理（即調質處理），淬火處理得馬氏體組織，然后高溫回火得到索氏體組織。調質鋼的含碳量在0.3－0.5之間，碳量低不易淬硬，回火后得不到所需強度；碳量高則韌性低，在使用中發生脆性斷裂。
（2）表面硬化鋼：制成的零件通過某種熱片處理可以得到堅硬耐磨的表面層和柔韌適當的心部。如齒輪為了傳遞扭矩，必須有足夠強度，在換擋過程中又承受沖擊負荷，又要求有韌性，在嚙合過程中，齒輪又承受強烈的磨損而就有耐磨性因此，齒輪應具有整體強度高和“表硬內韌”的性能。
2、按熱處理工藝，主要有：
（1）受用低碳鋼滲碳淬火：含碳量一般在0.10－0.25之間，以*證零件心部有良好的韌性。作滲碳用的合結鋼加入＜2‘鉻、＜4.5鎳、2錳、0.001－0.004硼，可以提高鋼的淬透性，改善零件心部組織和性能外，還能提高滲碳層的強度和塑性；有時還加入微量的鈦、釩等元素，起細化晶粒，防止滲碳時發生過熱的影響。
（2）采用滲氮處理：合結鋼中含有鋁的鋼如38CrMoAL屬滲氮鋼。鋁可和氮化合形成氮化鋁，增加表面硬度和耐磨。
（3）采用碳鋼高頻感應加熱表層淬火：合金結構鋼按治金質量分為*質鋼和***質鋼（鋼號后加“A”）；用途分為壓力加工（熱壓力加工或冷壓力加工）和切削加工用鋼；按供應狀態分為不熱處理、正火、退火或高溫回火。
中國合金結構鋼的牌號表示方法
①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，其合金元素平均含量小于1．50％時，鋼中僅標明元素，一般不標出含量，如40cr。例：平均含量為1．50％～2．49％，2．50％～3．49％……，相應寫成2、3……等。如碳含量為0．10％～0．17~／／oo，鉻含量為0．60％～0．90％，鎳含量為2．75％～3．25％的鋼，用12CrNi3表示。
②鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。
③***質鋼應在鋼號*后加“A”，如12CrNi3A，特**質鋼加后綴“E”，如12CrNi3E，以區別于一般*質鋼。
④專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號。例如冷鐓和冷頂鍛用鋼(俗稱“鉚螺鋼”)在牌號頭部加前綴“ML，，(“鉚”、“螺’’兩字漢語拼音字母的*個字母組合)。*證淬透性用鋼在牌號尾部加后綴“H”(“淬透性”的英文字“Hardenability”的*個字母，與國際上常用的符號一致)。焊接用鋼在牌號頭部加前綴ttH，，(“焊，，字漢語拼音字母的*個字母)。非調質鋼和易切削非調質鋼在牌號頭部加前綴“F’’或“YF”(“非”字或“易非”字漢語拼音字母的*個字母或組合)。
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