合金結構鋼具有適當的淬透性。

經過適當的金屬熱處理后，組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體，因此具有較高的抗拉強度和屈服比（通常約為0.85），較高的韌性和疲勞強度，以及較低的韌脆轉變溫度。它可用于制造大截面尺寸的機械零件。

　　

合金元素的作用：

　　

有三個方面：①提高鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時馬氏體層距表層的深度，這是獲得良好綜合性能的主要參數。除鈷外，幾乎所有合金元素如錳、鉬、鉻、鎳、硅和C、N、B都能提高鋼的淬透性。其中，錳、鉬、鉻、硼起作用，其次是鎳、硅、銅。然而墊片，V、Ti和Nb等強碳化物形成元素只有在溶解于奧氏體中時才能提高鋼的淬透性。②影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火過程中會阻礙鋼中各種原子的擴散，因此與碳鋼相比，合金元素通常在相同溫度下起到馬氏體分解和碳化物聚集長大的作用，從而提高鋼的回火穩定性，即提高鋼的回火軟化抗力。五、鎢、鈦、鉻、鉬、硅起重要作用，而鋁、錳、鎳則不起作用。當含有高含量碳化物形成元素（如V、W、Mo等）的鋼在500～600℃下回火時，細小分散的特殊碳化材料點（如v4c3、Mo2C、W2C等）析出，以取代部分較粗的合金滲碳體，使鋼的強度不降低而增加，即發生二次硬化（見回火）。鉬可以防止或削弱鋼的回火脆性。③影響鋼的強韌化。鎳通過固溶強化強化鐵素體；鉬、釩、鈮和其他碳化物形成元素通過彌散硬化和固溶強化提高鋼的屈服強度；碳***的強化作用顯著。此外這些合金元素的加入通常會細化奧氏體晶粒，并增加晶界的強化效果。影響鋼韌性的因素很復雜。鎳提高了鋼的韌性；錳易使奧氏體晶粒粗化，回火脆性大；P、硫含量提高了鋼的純度鍛造，對提高鋼的韌性起著重要作用（見金屬強化）。

　　

合金結構鋼的分類

　　

合金結構鋼一般分為淬火和回火結構鋼和表面硬化結構鋼淬透性。

　　

①調質結構鋼的含碳量一般在0.25%-0.55%左右。對于具有給定橫截面尺寸的結構零件，在淬火和回火（淬火和回火）時，如果沿橫截面徹底淬火，則機械性能良好。如果淬火不徹底，則微觀結構中存在游離鐵素體，韌性降低。對于具有回火脆性傾向的鋼，如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等，應在回火后快速冷卻。這種鋼的淬火臨界直徑隨著晶粒尺寸和合金元素含量的增加而增加。例如，40Cr和35SiMn鋼約為30～40mm，而40CrNiMo和30crni2mov鋼約為60～100mm，通常用于制造承受較大載荷的軸和連桿等結構零件。

　　

②表面硬化結構鋼用于制造具有堅硬耐磨表面和柔性中心的零件，如齒輪、軸等。為了使零件的核心韌性高，鋼中的碳含量應低，通常為0.12～0.25%，并且還存在適量的合金元素，以確保適當的淬透性。氮化鋼還需要添加易于形成氮化物的合金元素（如鋁、鉻、鉬等）。滲碳或碳氮共滲鋼，在850～950℃滲碳或碳氮共滲后，在低溫（約200℃）淬火和回火。滲氮鋼經滲氮處理（480～580℃）后直接使用，無需淬火和回火處理。

　　

合金結構鋼生產工藝

　　

根據鋼種和鋼材的質量要求，合金結構鋼的冶煉可采用氧氣頂吹轉爐、平爐和電弧爐；或添加電渣重熔和真空脫氣。鑄錠可以通過連續鑄造或鑄型鑄造。鑄錠應緩慢冷卻或熱送鍛造和軋制。加熱鋼錠時，溫度應均勻，并應有足夠的保溫時間，以改善偏析缺陷，避免鍛造和軋制過程中的不均勻變形；鍛造和軋制后，尺寸較小的鋼，特別是碳含量約為0.2%的滲碳鋼，應在600℃以上快速冷卻，以避免加劇帶狀組織；對于大截面鍛件，應采取措施減少內應力和白點。調質鋼應盡可能淬火為馬氏體，然后回火為索氏體；滲碳時，滲碳層的濃度梯度不宜過大，以避免滲碳層晶界出現連續的網狀碳化物；滲氮鋼必須首先進行熱處理以獲得所需的性能，然后在滲氮前***后進行精加工。滲氮處理后，脆性的“白色層”將通過磨削去除，不進行加工。

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