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合金結構鋼由于具有合適的，經適宜的后，為均勻的、或極細的，因而具有較高的和（一般在0.85左右），較高的韌性和，和較低的，可用于制造截面尺寸較大的機器零件 [1]
。
合金元素作用編輯
有三個方面：
①增大鋼的。淬透性是指鋼時，從表層起淬成層的深度，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，其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于中時才能增大鋼的淬透性。
②影響鋼的過程。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相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和的聚集長大作用，從而提高鋼的,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，使鋼的強度不再下降反而升高,即出現。Mo對鋼的有阻止或減弱的作用。
③影響鋼的強化和韌化。Ni以方式強化；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；碳的強化作用最顯著。此外，加入這些合金元素，一般都細化，增加的強化作用。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，對回火脆性；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 [2] 。
分類編輯
合金結構鋼一般分為結構鋼和表面硬化結構鋼。
①調質結構鋼 這類鋼的含碳量一般約為0.25%～0.55%，對于既定截面尺寸的結構件，在（淬火加）時，如果沿截面淬透，則力學性能良好，如果淬不透，中出現有自由，則韌性下降。對具有傾向的鋼如、、等，回火后應快冷。這類鋼的淬火，隨和合金元素含量的增加而增大，例如，和鋼約為30～40mm，而和30CrNi2MoV鋼則約為 60～100mm，常用于制造承受較大載荷的軸、等結構件。
②表面硬化結構鋼 用以制造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件,如、軸等。為使零件心部韌性高,鋼中含碳量應低，一般在0.12～0.25%，同時還有適量的合金元素，以保證適宜的。氮化鋼還需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。或鋼，經850～950℃滲碳或碳氮共滲后，淬火并在低溫回火(約200℃)狀態下使用。氮化鋼經(480～580℃)，直接使用，不再經淬火與。
生產工藝編輯
根據和鋼的質量要求，合金結構鋼的冶煉，可采用氧氣頂吹、、；或再加、。可采用或模鑄。鋼錠應緩慢冷卻或熱送鍛造、軋制。鋼錠加熱時，應力求溫度均勻并有足夠的保溫時間，以改善缺陷和避免鍛、軋時變形不均勻；鍛、軋后的鋼材，尺寸小的、特別是含碳0.2%左右的滲碳鋼，在600℃以上時應快速冷卻,以免加重；截面較大的，應采取措施消除和白點。應盡可能淬火成，然后成組織；滲碳鋼在過程中，滲層濃度梯度不宜過大,以免在滲層上出現連續;氮化鋼必需先經熱處理得到所需的性能，再經最后精加工才能進行氮化。后除將脆薄的“白層”研磨除去外，不再加工 [1] 。
化學成分
鋼的牌號和化學成分（熔煉分析）應符合表1規定。
表1
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牌號 |
等級 |
化學成分 |
脫氧方法 |
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|
C |
Mn |
Si |
S |
P |
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|
不大于 |
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Q195 |
— |
0.06～0.12 |
0.25～0.50 |
0.30 |
0.050 |
0.045 |
F、b、Z |
|
Q215 |
A |
0.09～0.15 |
0.25～0.55 |
0.30 |
0.050 |
0.045 |
F、b、Z |
|
B |
0.045 |
F、b、Z |
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Q235 |
A |
0.14～0.22 |
0.30～0.65 |
0.30 |
0.050 |
0.045 |
F、b、Z |
|
B |
0.12～0.20 |
0.30～0.70 |
0.045 |
||||
|
C |
≤0.18 |
0.35～0.18 |
0.040 |
0.040 |
Z |
||
|
D |
≤0.17 |
0.035 |
0.035 |
TZ |
|||
|
Q255 |
A |
0.18～0.28 |
0.40～0.70 |
0.30 |
0.050 |
0.045 |
F、b、Z |
|
B |
0.045 |
||||||
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Q275 |
— |
0.28～0.38 |
0.50～0.80 |
0.35 |
0.050 |
0.045 |
b、Z |
注：Q235A、B級沸騰鋼錳含量上限為0.60%。
⒌1.1.1 沸騰鋼硅含量不大于0.07%；半鋼硅含量不大于0.17%；鋼硅含量下限值為0.12%。
⒌1.1.2 D級鋼應含有足夠的形成細晶粒結構的元素，例如鋼中酸溶鋁含量不小于0.015%或全鋁含量不小于0.020%。
⒌1.1.3 鋼中殘余元素鉻、鎳、銅含量應各不大于0.30%，氧氣的氮含量應不大于0.008%。如供方能保證，均可不做分析。
經需方同意，A級鋼的銅含量，可不大于0.35%。此時，供方應做銅含量的分析，并在質量證明書中注明其含量。
⒌1.1.4 鋼中砷的殘余含量應不大于0.080%。用含砷礦冶煉生鐵所冶煉的鋼，砷含量由供需雙方協議規定。如原料中沒有含砷，對鋼中的含量可以不做分析。
⒌1.1.5 在保證鋼材力學性能符合本標準規定情況下，各牌號A級鋼的碳、硅、錳含量和各牌號其他等級鋼碳、錳含量下限可以不作為交貨條件，但其含量（熔煉分析）應在質量證明書中注明。
⒌1.1.6 在供應商品鋼錠（包括連鑄坯）、鋼坯時，供方應保證化學成分（熔煉分析）符合表1規定，但為保證軋制鋼材各項性能符合本標準要求，各牌號A、B級鋼的化學成分可以根據需方要求進行適當調整，另訂協議。
⒌1.2 成品鋼材、商品鋼坯的化學成分允許偏差應符合GB222中表1的規定。
沸騰鋼成品鋼材和商品鋼坯化學成分偏差不作保證。
⒌2 冶煉方法
鋼由氧氣、平爐或電爐冶煉，除非需方有特殊要求，并在合同中注明，冶煉方法一般由供方自行決定。
⒌3 交貨狀態
鋼材一般以熱軋（包括控軋）狀態交貨。根據需方要求，經雙方協議，也可以正火處理狀態交貨（A級鋼材除外）
