合金结构钢是在碳素结构基础上，加入5%以下的一种或几种元素。钢中加入合金元素，首先是提高了钢的淬透性，保证钢经过热处理后获得良好的综合机械性能，具有高的强度和足够的韧性。
1、根据热处理工艺的不同大体分为：
（1）调质结构钢：许多重要零件如轴类、连杆、重要螺栓等，多是在承受很大的交变应力和冲击负荷等多种复合应力下工作，因此要求有较高的强度和韧性的综合机械性能。为了达到上述要求，钢件必须经过淬火及高温回火处理（即调质处理），淬火处理得马氏体组织，然后高温回火得到索氏体组织。调质钢的含碳量在0.3－0.5%之间，碳量低不易淬硬，回火后得不到所需强度；碳量高则韧性低，在使用中发生脆性断裂。
（2）表面硬化钢：制成的零件通过某种热片处理可以得到坚硬耐磨的表面层和柔韧适当的心部。如齿轮为了传递扭矩，必须有足够强度，在换挡过程中又承受冲击负荷，又要求有韧性，在啮合过程中，齿轮又承受强烈的磨损而就有耐磨性因此，齿轮应具有整体强度高和“表硬内韧”的性能。
2、按热处理工艺，主要有：
（1）受用低碳钢渗碳淬火：含碳量一般在0.10－0.25%之间，以保证零件心部有良好的韧性。作渗碳用的合结钢加入＜2%‘铬、＜4.5%镍、2%锰、0.001－0.004%硼，可以提高钢的淬透性，改善零件心部组织和性能外，还能提高渗碳层的强度和塑性；有时还加入微量的钛、钒等元素，起细化晶粒，防止渗碳时发生过热的影响。
（2）采用渗氮处理：合结钢中含有铝的钢如38CrMoAL属渗氮钢。铝可和氮化合形成氮化铝，增加表面硬度和耐磨。
（3）采用碳钢高频感应加热表层淬火：合金结构钢按治金质量分为优质钢和高级优质钢（钢号后加“A”）；用途分为压力加工（热压力加工或冷压力加工）和切削加工用钢；按供应状态分为不热处理、正火、退火或高温回火。
（1）20Mn2
用于制造截面较小（直径不大于50mm）的零件，可代替20Cr钢。常用于制造渗碳小齿轮、小轴；要求不高的活塞销、十籽销头、柴油机套筒、汽门顶杆等；也可用作调质钢，如制造冷镦螺栓。
（2）30Mn2
用作小截面重要紧固件（经调质处理），通常可用于制造汽车、拖拉机及一般机械的车架纵梁、变速箱齿轮、轴、冷镦螺栓及较大截面的调质件；在矿山机械制造中，可用于制造要求心部强度较高的渗碳件，如起重机的后轴和轴颈等。
（3）35Mn2
用作连杆、心轴、曲轴、半轴、操纵杆、风机配件、直径小于15mm的冷镦各种重要螺栓等承受较高应力的机械零件。在制造小截面（直径小于20mm）零件时，可代替40Cr钢。
（4）40Mn2
用于制造午载荷条件下工作的零件，如轴、半轴、曲轴、活塞杆、蜗杆、操纵杆、杠杆、连杆。有载荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧等，以及其他需要调质的零件。在制造小截面（直径小于40mm）零件时，与40Cr钢相近。
（5）45Mn2
用于制造在较高应力与磨损条件下工作的零件，在直径小于60mm时，性能与40Cr钢相当。用作汽车、拖拉机和通用机械的万向接头轴、车轴、轴、连杆盖、摩擦盘、蜗杆、齿轮、齿轮油、电车和蒸气机车轴、车箱轴、重载荷机架，以及冷拉状态中的螺栓和螺帽等。
（6）50Mn2
用于制造在高应力及承受强烈磨损条件下工作的大型零件，如万向接头轴、齿轮、曲轴、连杆、各类小轴等；重型机械上在滚动轴承中工作的主轴、轴及大型齿轮；汽车上的传动花键轴及承受冲击载荷的心轴等，也可用于制造板簧和平卷簧。
（7）20MnV
用于制造锅炉、高压容器、大型高压管道等；也可用作冲压用钢，如自行车链条、活塞销、齿轮等；还可用于制造直径不大于20mm的矿用链坏。
（8）30Mn2MoW
用于制造载荷较大的零件，如连杆螺栓、曲轴、拉杆、齿轮等；可代替30CrNi3制造截面直径小于80mm的重要调质件；当采用表面淬火工艺时，可以制造截面更大的零件。
