用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的鋼種稱為合金結(jié)構(gòu)鋼。主要有低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。低合金結(jié)構(gòu)鋼用途主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。性能要求高強(qiáng)度：一般其的屈服強(qiáng)度在300MPa以上。高韌性：要求延伸率為15%～20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m～800kJ/m。對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。良好的焊接性能和冷成型性能。低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。良好的耐蝕性。成分特點(diǎn)低碳：由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超過0.20%。加入以錳為主的合金元素。加入鈮、鈦或釩等輔加元素：少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細(xì)碳化物或碳氮化物，有利于獲得細(xì)小的鐵素體晶粒和提高鋼的強(qiáng)度和韌性。

固、液相線的溫度愈低和結(jié)晶溫區(qū)愈窄，其鑄造性能愈好。合金元素對(duì)鑄造性能的影響，主要取決于它們對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響。另外，許多元素，如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點(diǎn)碳化物或氧化物質(zhì)點(diǎn)，增大鋼的粘度，降低流動(dòng)性，使鑄造性能惡化。在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會(huì)發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對(duì)鐵碳相圖及對(duì)鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。合金元素與鐵、碳的相互作用合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即：與鐵形成固溶體；與碳形成碳化物；在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。溶于鐵中幾乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入鐵中，形成合金鐵素體或合金奧氏體，按其對(duì)α-Fe或γ-Fe的作用，可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。