合金結構鋼是在碳素結構基礎上，加入5%以下的一種或幾種元素。鋼中加入合金元素，首先是提高了鋼的淬透性，保證鋼經過熱處理后獲得良好的綜合機械性能，具有高的強度和足夠的韌性。 
    1、根據熱處理工藝的不同大體分為： 
    （1）調質結構鋼：許多重要零件如軸類、連桿、重要螺栓等，多是在承受很大的交變應力和沖擊負荷等多種復合應力下工作，因此要求有較高的強度和韌性的綜合機械性能。為了達到上述要求，鋼件必須經過淬火及高溫回火處理（即調質處理），淬火處理得馬氏體組織，然后高溫回火得到索氏體組織。調質鋼的含碳量在0.3－0.5%之間，碳量低不易淬硬，回火后得不到所需強度；碳量高則韌性低，在使用中發生脆性斷裂。 
    （2）表面硬化鋼：制成的零件通過某種熱片處理可以得到堅硬耐磨的表面層和柔韌適當的心部。如齒輪為了傳遞扭矩，必須有足夠強度，在換擋過程中又承受沖擊負荷，又要求有韌性，在嚙合過程中，齒輪又承受強烈的磨損而就有耐磨性因此，齒輪應具有整體強度高和“表硬內韌”的性能。 
    2、按熱處理工藝，主要有： 
    （1）受用低碳鋼滲碳淬火：含碳量一般在0.10－0.25%之間，以保證零件心部有良好的韌性。作滲碳用的合結鋼加入＜2%‘鉻、＜4.5%鎳、2%錳、0.001－0.004%硼，可以提高鋼的淬透性，改善零件心部組織和性能外，還能提高滲碳層的強度和塑性；有時還加入微量的鈦、釩等元素，起細化晶粒，防止滲碳時發生過熱的影響。 
    （2）采用滲氮處理：合結鋼中含有鋁的鋼如38CrMoAL屬滲氮鋼。鋁可和氮化合形成氮化鋁，增加表面硬度和耐磨。 
    （3）采用碳鋼高頻感應加熱表層淬火：合金結構鋼按治金質量分為優質鋼和高級優質鋼（鋼號后加“A”）；用途分為壓力加工（熱壓力加工或冷壓力加工）和切削加工用鋼；按供應狀態分為不熱處理、正火、退火或高溫回火。
（1）20Mn2      
　　用于制造截面較小（直徑不大于50mm）的零件，可代替20Cr鋼。常用于制造滲碳小齒輪、小軸；要求不高的活塞銷、十籽銷頭、柴油機套筒、汽門頂桿等；也可用作調質鋼，如制造冷鐓螺栓。      
      （2）30Mn2      
　　用作小截面重要緊固件（經調質處理），通常可用于制造汽車、拖拉機及一般機械的車架縱梁、變速箱齒輪、軸、冷鐓螺栓及較大截面的調質件；在礦山機械制造中，可用于制造要求心部強度較高的滲碳件，如起重機的后軸和軸頸等。      
      （3）35Mn2      
　　用作連桿、心軸、曲軸、半軸、操縱桿、風機配件、直徑小于15mm的冷鐓各種重要螺栓等承受較高應力的機械零件。在制造小截面（直徑小于20mm）零件時，可代替40Cr鋼。      
      （4）40Mn2      
　　用于制造午載荷條件下工作的零件，如軸、半軸、曲軸、活塞桿、蝸桿、操縱桿、杠桿、連桿。有載荷的螺栓、螺釘、加固環、彈簧等，以及其他需要調質的零件。在制造小截面（直徑小于40mm）零件時，與40Cr鋼相近。      
      （5）45Mn2      
　　用于制造在較高應力與磨損條件下工作的零件，在直徑小于60mm時，性能與40Cr鋼相當。用作汽車、拖拉機和通用機械的萬向接頭軸、車軸、軸、連桿蓋、摩擦盤、蝸桿、齒輪、齒輪油、電車和蒸氣機車軸、車箱軸、重載荷機架，以及冷拉狀態中的螺栓和螺帽等。      
      （6）50Mn2      
　　用于制造在高應力及承受強烈磨損條件下工作的大型零件，如萬向接頭軸、齒輪、曲軸、連桿、各類小軸等；重型機械上在滾動軸承中工作的主軸、軸及大型齒輪；汽車上的傳動花鍵軸及承受沖擊載荷的心軸等，也可用于制造板簧和平卷簧。      
      （7）20MnV      
　　用于制造鍋爐、高壓容器、大型高壓管道等；也可用作沖壓用鋼，如自行車鏈條、活塞銷、齒輪等；還可用于制造直徑不大于20mm的礦用鏈壞。      
      （8）30Mn2MoW      
　　用于制造載荷較大的零件，如連桿螺栓、曲軸、拉桿、齒輪等；可代替30CrNi3制造截面直徑小于80mm的重要調質件；當采用表面淬火工藝時，可以制造截面更大的零件。      
      （9）27SiMn      
　　用于制造高韌性和耐磨性的熱沖壓零件；也可用于制造不經熱處理的零件，或在正火后使用，如拖拉機的履帶銷等；還可用作鑄件。      
      （10）35SiMn      
　　用于制造中等速度、 中等載荷或高載荷而沖擊不大的零件，如傳動齒輪、心軸、連桿、蝸桿、電車軸、發動機軸、飛輪等；還可用于制造汽輪機的葉輪、400℃以下和重要緊固件等。      
    （11）42SiMn      
　　與35SiMn鋼相同，但主要用作表面淬火鋼。      
    （12）20SiMn2MoV、25SiMn2MoV      
　　用于制造截面較大、載荷較高、應力狀態復雜或低溫下長期運轉的機件，石油機械鉆井提升系統的輕型吊壞、吊卡、射孔器等，以下其他截面較大的連接件。      
      （13）37SiMn2MoV      
　　用于制造大截面承受重載荷的重要零件，如重型機械的軸、齒輪、轉子、連桿、螺栓等零件；石油化工中用作高壓容器、大螺栓等；還可用作工作溫度在-15℃～450℃的大螺栓緊固件。      
    （14）4OB      
　　用于制造比40鋼截面大、性能要求高的零件，如齒輪、轉向拉桿、軸、凸輪，以及拖拉機曲軸柄等零件；制造要求不高的小尺寸零件時，可代替40Cr鋼。      
      （15）45B、50B      
　　用于制造截面較大、強度要求較高的零件，如拖拉機的曲軸、連桿及其他零件；可代替50鋼、50Mn鋼或50Mn2鋼制造要求淬透性較高的零件；制造小尺寸零件時，其性能與40Cr鋼相當。      
      （16）40MnB      
　　用于制造汽車、拖拉機及其他中、小機械設備的中、小截面的調質零件，如轉向軸、半軸、蝸桿、花鍵軸和機床主軸、齒輪等，可代替40Cr鋼。用作尺寸較小的零件時，性能與40CrNi鋼相近。      
      （17）45MnB      
　　用于代替40Cr鋼或45Cr鋼制造中、小截面的調質零件，如機床的齒輪、鉆床的主軸、拖拉機的拐軸、凸輪、曲軸、花鍵軸、齒輪、惰軸和軸套等。      
      （18）20Mn2B      
　　用于代替20Cr鋼制造心部強度要求高、表面耐磨、尺寸較大、形狀較簡單、承受一般載荷的滲碳零件，如機床的各種齒輪、套軸、離合器、汽車的氣閥挺桿、楔形鎖銷、轉向滾動輪軸、調整螺栓等。用作小截面零件時，性能與20CrMnTi、12Cr2Ni4鋼相近。