结构钢

结构钢是指满足特定强度和成形性等级的钢。可成形性用拉伸试验中断后的伸长率来表示。结构钢通常用于轴承和其他用途，在这些应用中，钢的强度是重要的设计标准。

结构钢可以细分为：碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢、弹簧钢、耐候结构钢、易切屑结构钢、非调质机械结构钢等。

与普通碳素结构钢相比，优质碳素结构钢的硫含量更高、磷和其他非金属夹杂物的含量较低。根据碳含量和用途的不同，这种钢大致可以分为三类：

结构钢

1、小于0.25%c是低碳钢，特别是碳含量低于0.10%08F，08Al等由于其良好的可冲压性和可焊接性，被广泛用作深冲压部件如汽车﹑制罐.20G是制作普通锅炉的主要材料。此外，低碳钢也广泛用作机械制造中的渗碳钢。

2、25～0.60%c是中碳钢，多以调质状态用于制造机械制造业的零件。回火22 ~ 34小时后，可获得综合力学性能，也便于切削。

3、大于0.6%c是高碳钢，多用于制造弹簧、齿轮、滚轮等，可根据含锰量的不同分为普通含锰量（25～0.8%和较高含锰量（7～1.和0.9～1.2%两钢组。锰可以提高钢的淬透性，强化铁素体，提高钢的屈服强度、拉伸强度和耐磨性。通常，高锰含量的钢的品牌上附有一个标记“Mn”，如15Mn﹑20Mn以区别于正常锰含量的碳钢。

碳素工具钢的碳含量为0.65～1.35%热处理后可获得高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具（见工具钢）

合金结构钢

这种钢由于其适当的淬透性，在适当的金属热处理后具有均匀的索氏体显微组织、贝氏体或极细的珠光体，因此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，较低的韧性－韧脆转变温度可用于制造具有较大横截面尺寸的机器零件。

合金元素在结构钢中的作用有三个方面：

①提高钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时马氏体层离表层的深度，是获得良好综合性能的主要参数。除Co外，几乎所有的合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、b能提高钢的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、b的作用最强，Ni次之、Si、Cu。而强碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶解在奥氏体中，钢的淬透性才能提高。

②影响钢材的回火过程。由于合金元素在回火过程中可以阻碍钢中各种原子的扩散，所以与同温度的碳钢相比，一般会延缓马氏体的分解和碳化物的聚集长大，从而提高钢的回火稳定性，即提高钢的回火抗软化能力，v、W、Ti、Cr、Mo、硅起着重要的作用，铝、Mn、Ni的作用不明显。它含有较高含量的碳化物形成元素，如v、W、Mo等钢在500 ~ 600℃回火，析出V4C3等细小弥散的特殊碳化物颗粒、Mo2C、W2C等，而不是一些粗大的合金渗碳体，钢的强度不降反升，即发生二次硬化（见回火）钼可以防止或削弱钢的回火脆性。

③影响钢的强韧化。镍通过固溶强化来强化铁素体；Mo、V、Nb和其他碳化物形成元素可以通过弥散硬化和固溶强化来提高钢的屈服强度；碳的强化作用最为显著。此外，添加这些合金元素通常会细化奥氏体晶粒，并增加晶界的强化效果。影响钢韧性的因素比较复杂，Ni提高了钢的韧性；Mn倾向于使奥氏体晶粒变粗，并且对回火脆性敏感；降低P、s含量，提高钢的纯净度，对提高钢的韧性有重要作用（见金属的强化）

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 的碳含量一般在0左右.25%～0.55%对于具有给定横截面尺寸的结构构件，结构构件被淬火和回火（淬火加回火），若沿横截面淬火，力学性能良好，若不淬火，显微组织中出现游离铁素体，韧性下降。对于具有回火脆性倾向的钢，如锰钢、铬钢、镍铬钢等，回火后应迅速冷却。这种钢的临界淬火直径随着晶粒度和合金元素含量的增加而增加如40Cr35SiMn钢约为30 ~ 40 mm，40CrNiMo30CrNi2MoV钢约为 60~100mm，常用于制造承受重载荷的轴、连杆等结构件。

②表面硬化结构钢 用于制造表面坚硬耐磨芯部柔软的零件，如齿轮、轴等。为了提高零件的韧性，钢中的碳含量要低，一般在0.12～0.25%同时有适当的合金元素保证适当的淬透性。渗氮钢还需要添加易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）渗碳或碳氮共渗钢，在850 ~ 950℃渗碳或碳氮共渗后，进行低温淬火和回火（约200℃）状态下使用。氮化钢被氮化（480~580℃），直接使用，无需调质处理。

根据钢和钢的质量要求，氧气顶吹转炉可用于冶炼合金结构钢、平炉、电弧炉；或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可以通过连续铸造或模铸来铸造。钢锭应该慢慢冷却或热锻、轧制。钢锭加热时，温度要均匀，要有足够的保温时间，以改善偏析缺陷，避免锻造、轧时变形不均匀；锻、小型轧制钢、特别是含碳0.2%渗碳钢应在600℃以上快速冷却，以免加重带状组织；对于大截面锻件，应采取措施消除内应力和白点。调质钢应尽可能淬火成马氏体组织，再回火成索氏体组织；在渗碳钢的渗碳过程中，渗碳层的浓度梯度不宜过大，以避免渗碳层晶界上出现连续的网状碳化物；渗氮钢必须进行热处理以获得所需的性能，然后在渗氮前进行精整。渗氮后，脆性和薄的材料被去除“白层”除了研磨和去除，没有进一步的处理。一种分类碳钢。含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。前者杂质多，价格低用在性能要求不高的地方，碳含量多为0.30%低于，锰含量不超过0.80%，强度低，但可塑性强、韧性、冷变形性能好。除少数情况外，一般不经热处理直接使用。多制成条钢、异型钢材、钢板等。用途多，量大，主要用于铁路、桥梁、各种建筑工程，制造各种承受静载荷的金属构件，重量不重或需要热处理的机械零件和一般焊件。优质碳素结构钢钢纯净，杂质少，机械性能好，热处理后即可使用。根据锰含量分为普通锰含量（小于0.80%和较高含锰量（80%～1.20%两组。含碳量在0.25%下面，大部分是不经热处理或渗碳直接使用、制造中小型齿轮的碳氮共渗和其他处理、轴类、活塞销等；含碳量在0.25%～0.60%典型的钢种有404540Mn45Mn等它们大多经过淬火和回火来制造各种机械零件和紧固件；含碳量超过0.60%，如65708565Mn70Mn等，大多用作弹簧钢。

这类钢主要保证其机械性能，所以其品牌反映了其机械性能，用Q数表示，其中“Q”为屈服点“屈”一个词的汉语拼音前缀，数字表示屈服点值，例如Q275表示屈服点为275Mpa。如果品牌编号后面标有字母a、B、C、d，表示不同的钢材质量等级，包括s、P的数量依次减少，钢的质量依次提高。如果牌子后面标有字母“F”这是沸腾的钢铁，有标记“b”半镇静钢，无标记“F”或“b”者为镇静钢。例如Q235-A·f代表A级沸腾钢，屈服点235Mpa，Q235-C代表屈服点为235Mpa的C级镇静钢。