結(jié)構(gòu)鋼是指滿足特定強(qiáng)度和成形性等級(jí)的鋼。可成形性用拉伸試驗(yàn)中斷后的伸長率來表示。結(jié)構(gòu)鋼通常用于軸承和其他用途，在這些應(yīng)用中，鋼的強(qiáng)度是重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)構(gòu)鋼可以細(xì)分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、耐候結(jié)構(gòu)鋼、易切屑結(jié)構(gòu)鋼、非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼等。

與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫含量更高、磷和其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)碳含量和用途的不同，這種鋼大致可以分為三類：

結(jié)構(gòu)鋼

1、小于0.25%c是低碳鋼，特別是碳含量低于0.10%08F，08Al等由于其良好的可沖壓性和可焊接性，被廣泛用作深沖壓部件如汽車﹑制罐.20G是制作普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛用作機(jī)械制造中的滲碳鋼。

2、25～0.60%c是中碳鋼，多以調(diào)質(zhì)狀態(tài)用于制造機(jī)械制造業(yè)的零件。回火22 ~ 34小時(shí)后，可獲得綜合力學(xué)性能，也便于切削。

3、大于0.6%c是高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、滾輪等，可根據(jù)含錳量的不同分為普通含錳量（25～0.8%和較高含錳量（7～1.和0.9～1.2%兩鋼組。錳可以提高鋼的淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和耐磨性。通常，高錳含量的鋼的品牌上附有一個(gè)標(biāo)記“Mn”，如15Mn﹑20Mn以區(qū)別于正常錳含量的碳鋼。

結(jié)構(gòu)鋼

碳素工具鋼的碳含量為0.65～1.35%熱處理后可獲得高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具（見工具鋼）

合金結(jié)構(gòu)鋼

這種鋼由于其適當(dāng)?shù)拇阃感裕谶m當(dāng)?shù)慕饘贌崽幚砗缶哂芯鶆虻乃魇象w顯微組織、貝氏體或極細(xì)的珠光體，因此具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比（一般在0.85左右）較高的韌性和疲勞強(qiáng)度，較低的韌性－韌脆轉(zhuǎn)變溫度可用于制造具有較大橫截面尺寸的機(jī)器零件。

合金元素在結(jié)構(gòu)鋼中的作用有三個(gè)方面：

①提高鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時(shí)馬氏體層離表層的深度，是獲得良好綜合性能的主要參數(shù)。除Co外，幾乎所有的合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、b能提高鋼的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、b的作用最強(qiáng)，Ni次之、Si、Cu。而強(qiáng)碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶解在奧氏體中，鋼的淬透性才能提高。

②影響鋼材的回火過程。由于合金元素在回火過程中可以阻礙鋼中各種原子的擴(kuò)散，所以與同溫度的碳鋼相比，一般會(huì)延緩馬氏體的分解和碳化物的聚集長大，從而提高鋼的回火穩(wěn)定性，即提高鋼的回火抗軟化能力，v、W、Ti、Cr、Mo、硅起著重要的作用，鋁、Mn、Ni的作用不明顯。它含有較高含量的碳化物形成元素，如v、W、Mo等鋼在500 ~ 600℃回火，析出V4C3等細(xì)小彌散的特殊碳化物顆粒、Mo2C、W2C等，而不是一些粗大的合金滲碳體，鋼的強(qiáng)度不降反升，即發(fā)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(qiáng)韌化。鎳通過固溶強(qiáng)化來強(qiáng)化鐵素體；Mo、V、Nb和其他碳化物形成元素可以通過彌散硬化和固溶強(qiáng)化來提高鋼的屈服強(qiáng)度；碳的強(qiáng)化作用最為顯著。此外，添加這些合金元素通常會(huì)細(xì)化奧氏體晶粒，并增加晶界的強(qiáng)化效果。影響鋼韌性的因素比較復(fù)雜，Ni提高了鋼的韌性；Mn傾向于使奧氏體晶粒變粗，并且對(duì)回火脆性敏感；降低P、s含量，提高鋼的純凈度，對(duì)提高鋼的韌性有重要作用（見金屬的強(qiáng)化）

合金結(jié)構(gòu)鋼一般分為調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和表面硬化結(jié)構(gòu)鋼。

①調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 的碳含量一般在0左右.25%～0.55%對(duì)于具有給定橫截面尺寸的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)構(gòu)件被淬火和回火（淬火加回火），若沿橫截面淬火，力學(xué)性能良好，若不淬火，顯微組織中出現(xiàn)游離鐵素體，韌性下降。對(duì)于具有回火脆性傾向的鋼，如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等，回火后應(yīng)迅速冷卻。這種鋼的臨界淬火直徑隨著晶粒度和合金元素含量的增加而增加如40Cr35SiMn鋼約為30 ~ 40 mm，40CrNiMo30CrNi2MoV鋼約為 60~100mm，常用于制造承受重載荷的軸、連桿等結(jié)構(gòu)件。

②表面硬化結(jié)構(gòu)鋼 用于制造表面堅(jiān)硬耐磨芯部柔軟的零件，如齒輪、軸等。為了提高零件的韌性，鋼中的碳含量要低，一般在0.12～0.25%同時(shí)有適當(dāng)?shù)暮辖鹪乇ＷC適當(dāng)?shù)拇阃感浴B氮鋼還需要添加易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）滲碳或碳氮共滲鋼，在850 ~ 950℃滲碳或碳氮共滲后，進(jìn)行低溫淬火和回火（約200℃）狀態(tài)下使用。氮化鋼被氮化（480~580℃），直接使用，無需調(diào)質(zhì)處理。

根據(jù)鋼和鋼的質(zhì)量要求，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐可用于冶煉合金結(jié)構(gòu)鋼、平爐、電弧爐；或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可以通過連續(xù)鑄造或模鑄來鑄造。鋼錠應(yīng)該慢慢冷卻或熱鍛、軋制。鋼錠加熱時(shí)，溫度要均勻，要有足夠的保溫時(shí)間，以改善偏析缺陷，避免鍛造、軋時(shí)變形不均勻；鍛、小型軋制鋼、特別是含碳0.2%滲碳鋼應(yīng)在600℃以上快速冷卻，以免加重帶狀組織；對(duì)于大截面鍛件，應(yīng)采取措施消除內(nèi)應(yīng)力和白點(diǎn)。調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)盡可能淬火成馬氏體組織，再回火成索氏體組織；在滲碳鋼的滲碳過程中，滲碳層的濃度梯度不宜過大，以避免滲碳層晶界上出現(xiàn)連續(xù)的網(wǎng)狀碳化物；滲氮鋼必須進(jìn)行熱處理以獲得所需的性能，然后在滲氮前進(jìn)行精整。滲氮后，脆性和薄的材料被去除“白層”除了研磨和去除，沒有進(jìn)一步的處理。一種分類碳鋼。含碳量約0.05%～0.70%，個(gè)別可高達(dá)0.90%可分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。前者雜質(zhì)多，價(jià)格低用在性能要求不高的地方，碳含量多為0.30%低于，錳含量不超過0.80%，強(qiáng)度低，但可塑性強(qiáng)、韌性、冷變形性能好。除少數(shù)情況外，一般不經(jīng)熱處理直接使用。多制成條鋼、異型鋼材、鋼板等。用途多，量大，主要用于鐵路、橋梁、各種建筑工程，制造各種承受靜載荷的金屬構(gòu)件，重量不重或需要熱處理的機(jī)械零件和一般焊件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼純凈，雜質(zhì)少，機(jī)械性能好，熱處理后即可使用。根據(jù)錳含量分為普通錳含量（小于0.80%和較高含錳量（80%～1.20%兩組。含碳量在0.25%下面，大部分是不經(jīng)熱處理或滲碳直接使用、制造中小型齒輪的碳氮共滲和其他處理、軸類、活塞銷等；含碳量在0.25%～0.60%典型的鋼種有404540Mn45Mn等它們大多經(jīng)過淬火和回火來制造各種機(jī)械零件和緊固件；含碳量超過0.60%，如65708565Mn70Mn等，大多用作彈簧鋼。

這類鋼主要保證其機(jī)械性能，所以其品牌反映了其機(jī)械性能，用Q數(shù)表示，其中“Q”為屈服點(diǎn)“屈”一個(gè)詞的漢語拼音前綴，數(shù)字表示屈服點(diǎn)值，例如Q275表示屈服點(diǎn)為275Mpa。如果品牌編號(hào)后面標(biāo)有字母a、B、C、d，表示不同的鋼材質(zhì)量等級(jí)，包括s、P的數(shù)量依次減少，鋼的質(zhì)量依次提高。如果牌子后面標(biāo)有字母“F”這是沸騰的鋼鐵，有標(biāo)記“b”半鎮(zhèn)靜鋼，無標(biāo)記“F”或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·f代表A級(jí)沸騰鋼，屈服點(diǎn)235Mpa，Q235-C代表屈服點(diǎn)為235Mpa的C級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。