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合金结构钢是在碳素结构基础上，加入5%以下的一种或几种元素。钢中加入合金元素，首先是提高了钢的淬透性，保证钢经过热处理后获得良好的综合机械性能，具有高的强度和足够的韧性。
1、根据热处理工艺的不同大体分为：
（1）调质结构钢：许多重要零件如轴类、连杆、重要螺栓等，多是在承受很大的交变应力和冲击负荷等多种复合应力下工作，因此要求有较高的强度和韧性的综合机械性能。为了达到上述要求，钢件必须经过淬火及高温回火处理（即调质处理），淬火处理得马氏体组织，然后高温回火得到索氏体组织。调质钢的含碳量在0.3－0.5%之间，碳量低不易淬硬，回火后得不到所需强度；碳量高则韧性低，在使用中发生脆性断裂。
（2）表面硬化钢：制成的零件通过某种热片处理可以得到坚硬耐磨的表面层和柔韧适当的心部。如齿轮为了传递扭矩，必须有足够强度，在换挡过程中又承受冲击负荷，又要求有韧性，在啮合过程中，齿轮又承受强烈的磨损而就有耐磨性因此，齿轮应具有整体强度高和“表硬内韧”的性能。
2、按热处理工艺，主要有：
（1）受用低碳钢渗碳淬火：含碳量一般在0.10－0.25%之间，以保证零件心部有良好的韧性。作渗碳用的合结钢加入＜2%‘铬、＜4.5%镍、2%锰、0.001－0.004%硼，可以提高钢的淬透性，改善零件心部组织和性能外，还能提高渗碳层的强度和塑性；有时还加入微量的钛、钒等元素，起细化晶粒，防止渗碳时发生过热的影响。
（2）采用渗氮处理：合结钢中含有铝的钢如38CrMoAL属渗氮钢。铝可和氮化合形成氮化铝，增加表面硬度和耐磨。
（3）采用碳钢高频感应加热表层淬火：合金结构钢按治金质量分为优质钢和高级优质钢（钢号后加“A”）；用途分为压力加工（热压力加工或冷压力加工）和切削加工用钢；按供应状态分为不热处理、正火、退火或高温回火。
（1）20Mn2
用于制造截面较小（直径不大于50mm）的零件，可代替20Cr钢。常用于制造渗碳小齿轮、小轴；要求不高的活塞销、十籽销头、柴油机套筒、汽门顶杆等；也可用作调质钢，如制造冷镦螺栓。
（2）30Mn2
用作小截面重要紧固件（经调质处理），通常可用于制造汽车、拖拉机及一般机械的车架纵梁、变速箱齿轮、轴、冷镦螺栓及较大截面的调质件；在矿山机械制造中，可用于制造要求心部强度较高的渗碳件，如起重机的后轴和轴颈等。
（3）35Mn2
用作连杆、心轴、曲轴、半轴、操纵杆、风机配件、直径小于15mm的冷镦各种重要螺栓等承受较高应力的机械零件。在制造小截面（直径小于20mm）零件时，可代替40Cr钢。
（4）40Mn2
用于制造午载荷条件下工作的零件，如轴、半轴、曲轴、活塞杆、蜗杆、操纵杆、杠杆、连杆。有载荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧等，以及其他需要调质的零件。在制造小截面（直径小于40mm）零件时，与40Cr钢相近。
（5）45Mn2
用于制造在较高应力与磨损条件下工作的零件，在直径小于60mm时，性能与40Cr钢相当。用作汽车、拖拉机和通用机械的万向接头轴、车轴、轴、连杆盖、摩擦盘、蜗杆、齿轮、齿轮油、电车和蒸气机车轴、车箱轴、重载荷机架，以及冷拉状态中的螺栓和螺帽等。
（6）50Mn2
用于制造在高应力及承受强烈磨损条件下工作的大型零件，如万向接头轴、齿轮、曲轴、连杆、各类小轴等；重型机械上在滚动轴承中工作的主轴、轴及大型齿轮；汽车上的传动花键轴及承受冲击载荷的心轴等，也可用于制造板簧和平卷簧。
（7）20MnV
用于制造锅炉、高压容器、大型高压管道等；也可用作冲压用钢，如自行车链条、活塞销、齿轮等；还可用于制造直径不大于20mm的矿用链坏。
（8）30Mn2MoW
用于制造载荷较大的零件，如连杆螺栓、曲轴、拉杆、齿轮等；可代替30CrNi3制造截面直径小于80mm的重要调质件；当采用表面淬火工艺时，可以制造截面更大的零件。
（9）27SiMn
用于制造高韧性和耐磨性的热冲压零件；也可用于制造不经热处理的零件，或在正火后使用，如拖拉机的履带销等；还可用作铸件。
（10）35SiMn
用于制造中等速度、 中等载荷或高载荷而冲击不大的零件，如传动齿轮、心轴、连杆、蜗杆、电车轴、发动机轴、飞轮等；还可用于制造汽轮机的叶轮、400℃以下和重要紧固件等。
（11）42SiMn
与35SiMn钢相同，但主要用作表面淬火钢。
（12）20SiMn2MoV、25SiMn2MoV
用于制造截面较大、载荷较高、应力状态复杂或低温下长期运转的机件，石油机械钻井提升系统的轻型吊坏、吊卡、射孔器等，以下其他截面较大的连接件。
（13）37SiMn2MoV
用于制造大截面承受重载荷的重要零件，如重型机械的轴、齿轮、转子、连杆、螺栓等零件；石油化工中用作高压容器、大螺栓等；还可用作工作温度在-15℃～450℃的大螺栓紧固件。
（14）4OB
用于制造比40钢截面大、性能要求高的零件，如齿轮、转向拉杆、轴、凸轮，以及拖拉机曲轴柄等零件；制造要求不高的小尺寸零件时，可代替40Cr钢。
（15）45B、50B
用于制造截面较大、强度要求较高的零件，如拖拉机的曲轴、连杆及其他零件；可代替50钢、50Mn钢或50Mn2钢制造要求淬透性较高的零件；制造小尺寸零件时，其性能与40Cr钢相当。
（16）40MnB
用于制造汽车、拖拉机及其他中、小机械设备的中、小截面的调质零件，如转向轴、半轴、蜗杆、花键轴和机床主轴、齿轮等，可代替40Cr钢。用作尺寸较小的零件时，性能与40CrNi钢相近。
（17）45MnB
用于代替40Cr钢或45Cr钢制造中、小截面的调质零件，如机床的齿轮、钻床的主轴、拖拉机的拐轴、凸轮、曲轴、花键轴、齿轮、惰轴和轴套等。
（18）20Mn2B
用于代替20Cr钢制造心部强度要求高、表面耐磨、尺寸较大、形状较简单、承受一般载荷的渗碳零件，如机床的各种齿轮、套轴、离合器、汽车的气阀挺杆、楔形锁销、转向滚动轮轴、调整螺栓等。用作小截面零件时，性能与20CrMnTi、12Cr2Ni4钢相近。
（19）20MnMoB
用于代替20CrMnTi、12CrNi3钢制造心部强度要求较高的中等载荷的渗碳齿轮及其他零件，如汽车、拖拉机的齿轮和载荷大的机床齿轮，也用于制造活塞销等零件。
（20）15MnVB、20MnVB
用于制造模数较大，载荷较高的中、小尺寸的渗碳零件，如重型机床的齿轮和轴、汽车的后桥齿轮和变速箱齿轮等。
（21）40MnVB
用于代替40Cr、45Cr、42CrMo钢制造汽车、拖拉机、机床及矿山机械的重要调质零件，如轴、齿轮等。用作小截面的零件，可代替40CrNi钢。
（22）20MnTiB、25MnTiBRE
用于制造承受中等载荷、截面较小的齿轮及其他渗碳零件，如拖拉机、推土机、汽车的变速箱齿轮、轴等。
（23）20SiMnVB
用于制造截面较大、载荷较高，并要求较高强度和耐磨性的渗碳零件，或高速工作且承受冲击的渗碳零件，如拖拉机的滑动齿轮、齿圈、齿轮轴，机床的主轴、蜗杆、爪形离合器等。
（24）15Cr、15CrA
用于制造工作速度较高而截面不大的、心部韧性高的渗碳零件，如套管、曲柄销、活塞销、活塞环、联轴节，以及工作速度较高、受力不大的小齿轮、小凸齿轮、轴和轴承圈、铆钉、螺钉等零件。
(25)20Cr
用于制造心部强度要求较高和表面承受磨损、尺寸较大的，或形状较复杂而载荷不大的渗碳零件，如齿轮、齿轮轴、凸轮、活塞销、蜗杆、顶杆等；也可用于制造工作速度较高并承受中等冲击载荷的调质零件。
（26）30Cr、35Cr
用于制造在磨损和摩擦条件下，或在很大冲击载荷下工作的重要零件，如轴、小轴、平衡杠杆、摇杆、连杆、螺栓、螺帽、齿轮和各种滚子等；也可用作表面淬火钢。
（27）40Cr
用于制造较重要的调质零件，如在交变载荷下工作的零件；中等转速和中等截面的零件；经调质并高频表面淬火后可用作载荷和耐磨性较高而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、曲轴、连杆、连杆盖、连杆螺钉、螺帽等。
（28）45Cr
与40Cr钢相近。用于制造较重要的调质零件；经调质并高频表面淬火后可用作载荷和耐磨性较高的零件，如齿轮、套筒、轴、销子等。
（29）50Cr
用于制造承受重载荷及摩擦的零件，如热轧用轧辊、减速机轴、齿轮、传动轴、止推环、支承辊的心轴、拖拉机离合器齿轮、柴油机连杆、螺栓、挺杆、重型矿山机械的高强度与耐磨齿轮、油膜轴承套等；也可用于制造弹簧。
（30）38CrSi
用于制造直径为30mm～40mm、强度和耐磨性要求较高的零件，如汽车、拖拉机和其他机器的小轴、螺栓、拔叉轴、履带销、起重勾、进气阀、内燃机的油泵齿轮等；也可用作冷作的冲击工具，如铆钉机压头等。
（31）12CrMo
用于制造锅炉及汽轮机蒸气参数达510℃的主汽管，管壁温度达540℃的过热器管和相应的锻件；也适用于制造弹性元件。
（32）15CrMo
同上，可用于制造蒸气参数达530℃的高压锅炉的过热器管、蒸气导管及相应锻件。
（33）20CrMo
用于制造汽轮机、锅炉的隔板等；机械的高级渗碳零件，如齿轮、轴等；化工设备的非腐蚀性介质中及温度低于250℃的、含有氮氢混合物的介质中工作的高压导管及紧固件。
（34）30CrMo、30CrMoA
用于制造中型机械截面较大的零件，如轴、主轴、受高载荷的操纵轮、螺栓、双头螺栓、齿轮等；化工设备的焊接件、板材和管材构成的焊接结构、在氮氢混合物的介质中温度不超过250℃工作的高压导管；汽轮机、锅炉中在温度低于450℃工作的紧固件、温度低于500℃受压的法兰和螺母，以及在300MPa、温度低于400℃工作的导管。
（35）35CrMo
用于制造高载荷下工作的重要结构件。特别是受冲击、震动、弯曲、扭曲载荷的机件，如车轴、发动机传动机件、大电机轴，汽轮发电机主轴、叶轮、紧固零件、曲轴、连杆，石油工业的穿孔器；锅炉中温度低于480℃工作的紧固件；化工设备的非腐蚀介质中温度在450～500℃工作的厚壁无缝高压导管；大截面的齿轮、轴、汽轮发电机的转子、直径小于500mm的支承轴，以及重载荷的传动轴，可代替40CrNi钢。
（36）42CrMo
用于制造比35CrMo要求强度更高或截面更大的零件，如轴、齿轮、连杆、变速器齿轮、机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮；也可用于制造弹簧、弹簧夹等类似零件，1 200m～2 000m石油井钻杆接头与打捞工具等。可代替含镍较高的调质钢。
（37）12CrMoV、12Cr1MoV
用于制造蒸气参数达540℃的主气管、转向导叶环、、汽轮机隔板、隔板外环，及管壁温度不大于570℃的各种过热器管、导管和相应的零件。12Cr1MoV钢的抗氧化性和热强性比12CrMoV钢好。
（38）35CrMoV
用于制造重型和中型机械承受高应力的重要零件，如长期在500℃～520℃下工作汽轮机转子叶轮；高级涡轮鼓风机和压缩机的转子、盖盘、轴盘；功率不大的发电机轴；强力发动机的零件。
（39）25Cr2MoV
用于制造汽轮机整体转子、套筒、阀、主汽阀、调节阀，蒸气参数可达535℃；受热在550℃以下的螺母、受热在530℃以下的螺栓，以及其他长期工作在510℃左右的连接件；也可用作渗氮钢。
（40）25Cr2Mo1VA
用于制造汽轮机蒸气参数达565℃的前气缸、螺栓、阀杆等。
（41）20Cr3MoWVA
用于制造温度低于520℃和70MPa下工作的高压加氢设备的管子和其他零件。
（42）38CrMoA1
高级渗氮钢。用于制造高耐磨性、高疲劳强度和较高强度 、处理后尺寸精确的氮化零件，或各种受冲击载荷不大而耐磨性高的渗碳零件，如仿模、气缸套、座套、底盖、活塞螺栓、齿轮、滚子、检验规、样板、高压阀门、阀杆、橡胶和塑料用挤压机、搪床的搪杆和蜗杆、精密磨床的主轴等。
（43）20CrV
用于制造表面要求有高的硬度和耐磨性、心部有较高强度而截面又不大的渗碳零件，如齿轮、、活塞销、小轴、分配轴、蜗轮传动齿轮、顶杆、汽门推杆，及其他重要零件；汽轮机工作温度为350℃～500℃耐热螺母及垫圈，以及非腐蚀性介质中工作的高压管道。
（44）40CrV
用于制造重要零件。如曲轴、不渗碳的齿轮、推杆、受强应力的双头螺栓、螺钉、机车连杆、螺旋桨、轴承支架、横梁；氮化的小轴、各种齿轮和销子；截面不大的高压锅炉给水泵轴；420℃、30 MPa高温高压下工作的螺栓、连杆。
（45）50CrV
用于制造截面较大的承受动载荷和高应力的重要零件；截面较大受强应力的螺旋弹簧和扭杆弹簧，以及在温度低于300℃下工作的阀门弹簧和活塞弹簧。
(46)15CrMn
用于制造齿轮、蜗轮、塑料模具、汽轮机密封轴套。可与15CrMo钢互换使用。
（47）20CrMn
用于制造截面不大、承受中等压力而又无大冲击载荷的零件，如齿轮、轴、蜗杆、主轴、机械无级变速装置的摩擦轮、调整器套筒等。
（48）40CrMn
用于制造高速、高弯曲载荷条件下工作的轴和连杆；高速、高载荷而无强力冲击载荷条件下工作的齿轮轴、水泵转子、离合器、小轴、心轴；高压容器盖板螺栓。
（49）20CrMnSi
用于制造强度高的焊接结构件和工作应力较高的零件，冷冲压成形的零件。
（50）25CrMnSi
用于制造拉杆、重要的焊接和冲压零件、高强度的焊接结构件（钢板或钢管结构件）。
（51）30CrMnSi、30CrMnSiA
用于制造在震动载荷下工作的焊接结构和铆接结构，如高压鼓风机叶片、阀板；高速高载荷的砂轮轴、齿轮、链轮、轴、离合器摩擦片、螺栓、螺帽、轴套等，以及温度不高而要求耐磨的零件。
（52）20CrMnMo
用于制造要求表面硬度高、耐磨性好的重要渗碳零件，如齿轮、凸轮、曲轴、连杆、活塞销、球头销、石油钻机的牙轮、钻头等。
（53）40CrMnMo
用于制造截面较大并要求高强度、高韧性的零件，如载重汽车的后桥半轴、轴、偏心轴、齿轮轴、齿轮、连杆及汽轮机零件。可代替40CrNiMoA钢
（54）20CrMnTi
用于制造截面在30mm以下，承受高速、中等载荷或重载荷，以及有冲击和摩擦的重在渗碳零件，如齿轮、齿轮轴、齿圈、十字圈、爪形离合器、蜗杆等。
（55）30CrMnTi
用于制造截面较大的重载荷渗碳件，以及其他受力较大的齿轮、齿轮轴、蜗杆等；心部强度要求高的渗碳齿轮。
（56）20CrNi
用于制造较高载荷下工作的大型重要渗碳零件，如齿轮、键、对轴、活塞销、花键轴，及用作具有高冲击韧性的调质零件。
（57）40CrNi
用于制造截面较大、在热状态下锻造的冲压的重要零件，如轴、曲轴、齿轮、连杆、螺钉、圆盘等。
（58）45CrNi、50CrNi
用于制造截面较大的轴类或其他较重要的调质零件，如内燃机曲轴、汽车和拖拉的主轴、变速箱曲轴、气门、螺栓、螺杆等。
（59）12CrNi2
用于制造要求心部韧性较高而强度不太高的受力较复杂的中、小渗碳零件或氰化零件，如传动齿轮、轴套、活塞销、推杆、齿套、凸轮、共键轴等。
（60）12CrNi3
用于制造承受重载荷并要求高强度、高硬度和高韧性的各种渗碳零件和氰化零件，如传动齿轮、轴、杆、活塞涨圈、调节螺钉、蚰泵转子、凸轮轴、万向节十字头、轴套、滑轮、气阀托盘等。
（61）20CrNi3
用于制造重载荷条件下工作的大型渗碳零件，如齿轮、轴、蜗杆、凸轮、活塞销、螺栓、双头螺栓、销钉等。
（62）30CrNi3
用于制造重要的较大截面的零件和受扭转载荷及冲击载荷较高而且要求淬透性的大型重要零件，如曲轴、连杆、齿轮、轴、蜗杆等；热态锻造和冲压零件，如汽轮机叶轮、转子轴、紧固件等。
（63）37CrNi3
用于制造承受高载荷或冲击载荷的大截面零件，以及低温条件下工作并承受冲击载荷的零件；也可用作热态锻造和冲压的零件，如汽轮机叶轮、转子轴、紧固件等。
（64）12Cr2Ni4
用于制造截面较大、载荷高、韧性好、交变应力下工作的重要渗碳零件，如受高载荷的各种齿轮、蜗轮、蜗杆、轴、方向接头叉等；也可在淬火及低温回火状态下使用，用于制造高强度、高韧性的机械构件。
（65）20Cr2Ni4
用于制造比12Cr2Ni4钢性能要求更高的大截面渗碳零件及调质零件，高载荷条件下工作的齿轮、轴齿轮、大截面螺栓和其他连接件，以及承受冲击载荷大的特大轴承、中型轴承。
（66）20CrNiMo
用于制造中、小型汽车、拖拉机的发动机和传动系统的齿轮；代替12CrNi3钢制造要求心部性能较高的渗碳零件和氰化零件，如石油钻探和冶金采矿用的牙轮钻头的牙爪和牙轮体。
（67）40CrNiMoA
用于制造要求韧性好、强度高、截面大的重要调质零件，如重型机械承受高载荷的轴类，直径大于250mm的汽轮机轴、叶片，高载荷的传动件、紧固件、曲轴、齿轮等；渗氮处理后，用于制造特殊性能要求的重要零件。经低温回火或等温淬火后可用作超高强度钢。
（68）45CrNiMoVA
用于制造要求强度高或尺寸大且承受高载荷的零件；震动载荷条件下工作的减震器，如重型汽车和牵引车的弹性轴、扭力轴；重型机械重载荷的扭力轴、变速箱轴、摩擦离合器轴等。经淬火、低（中）温回火后可用作超高强度钢。
（69）18Cr2Ni4WA
用于制造要求高强度、良好韧性及缺口敏感性低的大截面渗碳零件，如大型齿轮、传动轴、曲轴、花键轴、活塞销、精密机床控制进刀的蜗轮等；承受零载荷与振动的高强度调度调质零件，如重型或中型机械的连杆、齿轮、曲轴、減速器等，以及内燃机、柴油机受重荷的螺栓等；调质后再进行渗氮，可用作大功率高速发动机的曲轴。
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