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对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等，回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径，随晶粒度和合金元素含量的增加而增大，例如，40Cr和35SiMn钢约为30～40mm，而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60～100mm，常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低，一般在0.12～0.25%，同时还有适量的合金元素，以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。渗碳或碳氮共渗钢，经850～950℃渗碳或碳氮共渗后，淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480～580℃)，直接使用，不再经淬火与回火处理。
③影响钢的强化和韧化。Ni以固溶强化方式强化铁素体；Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度；碳的强化作用最显著。此外，加入这些合金元素，一般都细化奥氏体晶粒，增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂，Ni改善钢的韧性；Mn易使奥氏体晶粒粗化，对回火脆性敏感；降低P、S含量，提高钢的纯净度，对改善钢的韧性有重要作用 [2] 。
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 这类钢的含碳量一般约为0.25%～0.55%，对于既定截面尺寸的结构件，在调质处理（淬火加回火）时，如果沿截面淬透，则力学性能良好，如果淬不透，显组织中出现有自由铁素体，则韧性下降。
其主要目的是通过加入含量较低的常规合金元素来提高钢材的强度和综合性能，以减轻各种用途的工程构件的质量，增强其使用的可靠性和安全性，并获得相应的经济效益。
国标《低合金高强度结构钢》（GB/T1591—2008)中采用强度等级与质量等级来表示。
现标准中有8个强度等级，即Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690(Q代表的是钢材的屈服点）；按是否进行冲击试验或冲击试验温度高低区分为5个质量等级，即A、B、C、D、E;化学成分方面，按不同质量等级规定不同的成分，特别是对钢中S、P含量的要求不同。碳含量只有上限，而没有下限，是为了适应不同工艺的要求。用户或生产厂家可以根据情况和需求选择钢材的交货状态。
厚度170mm以下的叶轮以及各种重要紧固件；在农业机械上多用锄铲柄，犁滚等耐磨零件，此钢可完全替代40Cr作调质钢。 11 42SiMn 主要用作表面淬火钢，在高频淬火及中温回火状态下用于制造中速和中等负荷的齿轮零件；在调质后高频淬火、低温回火状态下能够与制造表面要求高硬度、较高耐磨性的较大截面零件，如主轴、轴、齿轮等，也可在淬火后低、中温回火状态下用于制造中速、高负荷的零件，如齿轮、主轴、液压泵转子，滑块等，可代40CrNi钢。 12 13 20SiMn2MoV 25SiMn2MoV 用于制造截面较大，负荷较重，应力状态复杂或在低温下长期运转的机件，如石油机械钻井提升机系统的轻型吊环、吊卡、射孔器等。
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