對退火狀態(tài)下鋼的機械性能的影響：由于合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀態(tài)下, 合金鋼沒有很大的優(yōu)越性。
由于過冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。
對淬火、回火狀態(tài)下鋼的機械性能的影響：合金元素對淬火、回火狀態(tài)下鋼的強化作用顯著, 因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體, 回火時析出碳化物, 造成強烈的第二相強化，同時使韌性大大改善, 故獲得馬氏體并對其回火是鋼的經(jīng)濟和有效的綜合強化方法。
合金元素加入鋼中, 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩(wěn)定性, 使馬氏體的保持到較高溫度，使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩(wěn)定。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具有更高的強度。

鋼種及牌號

40Cr低淬透性調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為30mm~40mm，用于制造一般尺寸的重要零件。

35CrMo中淬透性合金調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為40mm~60mm,加入鉬不僅可提高淬透性，而且可防止第二類回火脆性。

40CrNiMo高淬透性合金調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為60mm-100mm，多半是鉻鎳鋼。鉻鎳鋼中加入適當?shù)你f，不但具有好的淬透性，還可消。

除第二類回火脆性。 合金調質鋼常規(guī)熱處理后的組織是回火索氏體。對于表面要求耐磨的零件(如齒輪、主軸)，再進行感應加熱表面淬火及低溫回火，表面組織為回火馬氏體。表面硬度可達55HRC~58HRC。合金調質鋼淬透調質后的屈服強度約為800MPa, 沖擊韌性在800kJ/m2心部硬度可達22HRC~25HRC。若截面尺寸大而未淬透時，性能顯著降低。

低合金結構鋼(亦稱普通低合金鋼、HSLA)

1. 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、大型鋼結構等。

2. 性能要求

(1) 高強度:一般其的屈服強度在300MPa以上。

(2) 高韌性:要求延伸率為15%~20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m~800kJ/m。 對于大型焊接構件，還要求有較高的斷裂韌性。

(3) 良好的焊接性能和冷成型性能。

(4) 低的冷脆轉變溫度。

(5) 良好的耐蝕性。

3. 成分特點

(1) 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%。

(2) 加入以錳為主的合金元素。

(3) 加入鈮、鈦或釩等輔加元素:少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細碳化物或碳氮化物，有利于獲得細小的鐵素體晶粒和提高鋼的強度和韌性。此外，加入少量銅(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。