工業上凡是用于制造各種機械零件和工程結構的鋼，都叫結構鋼。一般按用途將結構鋼分為兩大類，機器制造用結構鋼和工程用結構鋼。工程用結構鋼一般不經熱處理直接使用，本章主要介紹機器制造用結構鋼的熱處理。機器制造用結構鋼包括優質碳素結構鋼和合金結構鋼。

(1)碳素結構鋼

①普通碳素結構鋼

普通碳素結構鋼又稱普通碳鋼。這類鋼含有害雜質和非金屬夾雜物較多，質量較差，但冶煉容易，生產周期短，價格低廉并有良好的工藝性能，而且力學性能也能滿足一般使用要求，因此，常用于制造普通的工程結構件和普通零件。鋼廠中又常將它們軋成鋼板或型材（如圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼等），以方便使用。

普通碳素鋼的性能和金相組織：

普通碳素鋼的力學性能和一些工藝性能在很大程度上取決于鋼的含碳量，含碳量增加時，強度(σs、σb)增加，塑性(ψ、δ)和沖擊韌性(αk)降低。

普通碳素鋼若含碳量低（wc<0. 2%），用作結構鋼時，一般是在熱軋狀態后使用，不再進行熱處理。這是由于過去人們認為這類鋼的淬透性很低，淬火時得不到馬氏體，因而熱處理不會有什么效果。但是后來的研究表明，對低碳鋼進行強化熱處理，可以顯著提高鋼的強度（σs、σb），而塑性降低并不多；此外，還可以提高沖擊韌性，特別是低溫韌性，有效地降低了脆性轉化溫度，使其力學性能得到大大改善。

這類鋼往往是熱軋成材后或退火后供貨使用。所以，普通碳素鋼的組織均為鐵素體+珠光體。

②優質碳素結構鋼

優質碳素鋼與普通碳素鋼不同，既需保證化學成分，又要保證正火狀態下的力學性能，而且規定比較嚴格，和普通碳素鋼比較，優質碳素鋼的磷、硫含量較低，鋼中非金屬夾雜物少，所以，質量要好些。部分優質碳素鋼的化學成分見表8-1。

(2)優質碳素結構鋼的用途

優質碳素鋼中一部分低、中碳鋼，特別是低碳沸騰鋼用于制造薄板。15、20、15Mn、20Mn等低碳鋼常進行滲碳或碳氮共滲，用于制造摩擦片、活塞銷、不重要的齒輪等。

中碳鋼包括含碳量為0. 30%～0. 55%（以及0.60%）的各種鋼號。這類鋼主要用于制造，要求有較高的綜合力學性能的機械零件，如軸銷、飛輪、墊圈、傳動軸、連桿、次要的彈簧墊圈及火車用的車軸等。

45鋼是機械制造中用量最大、用途最廣的中碳鋼之一，用于制作曲軸、凸輪軸、中低速和中輕負荷條件下工作的齒輪、齒條、軸等。

含碳量在0. 60%以上的高碳鋼，主要用于制造各種彈簧、軋輥、鋼絲繩及各種要求耐磨的零件。

(3)合金結構鋼

合金結構鋼可分為建筑工程結構鋼和機械結構鋼兩大類。

機械結構鋼又可分為滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。