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要求具有较高的屈服强度、抗拉强度和疲劳强度，还有足够的塑性和韧性。
一般采用电弧炉和氧气顶吹转炉冶炼，要求高的采用炉外精炼、电渣重熔或真空处理、真空感应炉冶炼或双真空冶炼、合适的热处理。
这类钢的合金元素含量都相当高，主要有耐蚀钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢以及具有其他特殊物理和化学性能的特殊钢。
合金结构钢广泛用于船舶、车辆、飞机、导弹、兵器、铁路、桥梁、压力容器、机床等结构上。
合金结构钢比碳素钢有更好的力学性能，特别是热处理性能优良。
其牌号通常是以“数字+元素符号+数字”的方法来表示。牌号中起首的两位数字表示钢的平均含碳量的万分数，元素符号及其后的数字表示所含合金元素及其平均含量的百分数。
17 50B 主要用于代替50、50Mn及50Mn2等钢制作要求强度，截面不大的调质零件。 18 40MnB 主要代替40Cr钢制造中、小截面的重要调质零件，如汽车的半轴、转向轴、蜗杆、花键轴及机床主轴、齿轮等，也可代40Cr制作￠250～320mm卷扬机中间轴等大型零件。 19 45MnB 代替4040Cr或45Cr钢制造中小界面的调质件，如机床齿轮，钻床主轴、拖拉机拐轴、凸轮、花键轴、曲轴、惰轮等。 20 20Mn2B 可代替20Cr钢制造尺寸较大、形状较简单，受力不复杂的渗碳零件，如机床上的轴套、齿轮、离合器、汽车上的气阀挺杆，楔形销，转向滚轮轴，调整螺栓等，也可代替18CrMnTi、15CrMnMo、12Cr2Ni4A钢制造小截面的渗碳零件。 21 20MnMoB 可代替20CrMnTi和12CrNi3A钢制造心部强度要求较高承受中等负荷的机械零件，如
除Co外，几乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高钢的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、B的作用强，其次是Ni、Si、Cu。而强碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于奥氏体中时才能增大钢的淬透性。
②影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散，因而在同样温度下和碳素钢相比，一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用，从而提高钢的回火稳定性,即提高钢的抗回火软化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显著，Al、Mn、Ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢，在500～600℃回火时，析出细小弥散的特殊碳化物质点如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分较粗大的合金渗碳体，使钢的强度不再下降反而升高,即出现二次硬化。Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。
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