结构钢按用途分为工程结构钢和机器结构钢两大类。
用于制作各种工程构件的钢称为工程结构钢，如制作房屋、桥梁、起重机机械、锅炉、压力容器、钻井架、车辆构件等，包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
碳素结构钢
低合金高强度结构钢
牌号：Q＋数字＋（质量等级符号A、B、C、D、E） 共11个牌号，6个等级，以强度等级分类，如表所示。
典型牌号及用途：
☆ 在Q345较低级别的钢中，16Mn最具有代表性。
☆ 对Q420级的15MnVN、14MnVTiRe等。
☆ Q460级的钢种，如14MnMoVBRe。
按用途不同，分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢等。
渗碳钢
用途：主要作于制作承受交变载荷、很大的接触应力，并在冲击和严重磨损条件下工作的零件，如汽车、重型机床齿轮、活塞销，内燃机的凸轮轴等。
性能要求：“表硬心韧”。
要求零件表面硬度高、耐磨，心部则具有较高的韧性和足够的强度以承受冲击。一般渗碳件表面渗碳层淬火后硬度≥58HRC，心部35～45HRC。
成分：Wc＝0.15—0.25%，保证心部塑韧性；
主加元素Cr、Ni、Mn、B，强化基体，提高淬透性，保证心部强韧性；
微量元素V、Ti、W、Mo，防止渗碳时过热，细化晶粒，提高耐磨性。
分类和典型牌号：
☆ 低淬透性渗碳钢，典型钢种20、20Cr，
☆ 中淬透性渗碳钢，典型钢种为20CrMnTi，其油淬临界直径约为25～60mm，
☆ 高淬透性渗碳钢，典型钢种为18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A，
常用牌号：15、20、20Cr、20CrMnTi、20MnTiB等，通常尺寸小、受力小的零件，采用低碳钢，而尺寸大的、受力大的则采用低碳合金钢。
热处理特点：
预备热处理，一般是正火，组织为P＋F，目的是调整硬度，改善组织和切削加工性能；
最终热处理，一般是渗碳后直接淬火＋低温回火。
其组织为：表面组织为“M回＋细小碳化物＋少量Ar”,
应用举例：
用20CrMnTi钢制作齿轮的加工工艺路线如下：
下料→锻造→正火→机加工齿形→滲碳，预冷淬火＋低温回火→磨齿。
预备热处理为正火，正火后的组织为（S＋F），其目的是改善锻造组织；调整硬度（170～210HBS）便于机加工。
最终热处理为滲碳后预冷到875℃直接淬火＋低温回火；预冷的目的在于减少淬火变形，同时在预冷过程中，滲层中可以析出二次滲碳体，在淬火后减少了残余奥氏体量。最终热处理后组织由表面到心部为“M回＋细小碳化物＋少量A残→M回+少量A残→低碳M＋F＋P。
调质钢
采用调质处理，即淬火+高温回火后使用的优质碳素钢和合金结构钢，统称为调质钢。
应用：用于受力较复杂的重要结构零件。如机床主轴、
火车发动机曲轴、汽车后桥半轴等轴类零件，以及连杆、螺栓、齿轮等。
性能要求：具有良好的综合力学性能，即高的强度、良好塑性和韧性。
成分特点：
1、碳含量：中碳Wc：0.25～0.5％，保证热处理后具有足够的强度、良好的塑性和韧性。含碳量太低，强度硬度不足；太高，塑性、韧性降低；为达到两者兼顾，取中碳范围。一般碳素调质钢的淬透性低，含碳量偏上限；合金调质钢淬透性好，随合金元素的增加，含碳量趋于下限，如30CrMnSi、38CrMoAl。
2、合金元素：主加Cr、Ni、Mn、Si、Al等，提高淬透性，调质处理后有良好的综合力学性能；辅加W、Mo元素，防止高温回火脆性，细化晶粒，提高回火稳定性。
分类及典型牌号：按淬透性的高低，调质钢大致可以分为三类：
① 低淬透性调质钢。典型钢种45、40Cr
② 中淬透性调质钢。典型钢种40CrNi
③ 高淬透性调质钢。典型钢种40CrNiMoA
热处理工艺特点：
☆ 预备热处理：
采用完全退火或正火（高淬透性的调质钢正火后应再高温回火），
☆ 最终热处理：
调质处理，组织为回火索氏体，具有良好的综合机械性能。
调质处理＋表面淬火、低温回火。
举例：
45或40Cr钢制造机床主轴或齿轮的生产工艺流程一般为：
下料→锻造→正火→机加工→调质处理→精加工→局部表面淬火+低温回火→磨削。
弹簧钢
应用：用于制造汽车、拖拉机和火车的板弹簧或螺旋弹簧。
性能要求：具有高的弹性极限和屈强比，高的疲劳强度和足够的塑性、韧性。
成分特点：
Wc：0.45—0.70% ，多数0.6% 左右，为中、高碳：含碳量过高，塑性和韧性降低，疲劳极限也下降。
主加元素Mn、Si，提高淬透性，提高强度及屈强比；辅加元素 W、Mo、V等，进一步提高淬透性，细化晶粒，提高 回火稳定性和耐热性。
常用牌号：65Mn 、60Si2Mn、50CrVA
热处理工艺：
☆ 热成型弹簧：淬火+中温回火，组织为T回。
下料→加热压弯成型→淬火+中温回火→喷丸处理→装配
☆ 冷成型弹簧：去应力退火。
滚动轴承钢
用于制作各类滚动轴承的内外套圈、滚动体。
常用钢种和牌号：有两大类
☆ 高碳铬轴承钢：GCr15、GCr15SiMn。
☆ 高碳铬轴承钢：GCr15、GCr15SiMn。
含碳量：0.95～1.15，高碳，过共析成分，保证形成足够铬的碳化物强化相，提高强度、硬度及耐磨性。
合金元素：主加Cr元素，提高淬透性和接触疲劳抗力，细化晶粒。对大尺寸轴承，加入Si、Mn进一步提高淬透性
☆ 高碳无铬轴承钢：为了节铬，加入了Mo、V得
到的，常用牌号GMnMoVRE、GSiMnMoV，其性能与GCr15相近。
热处理工艺：
☆ 预备热处理：采用球化退火。
☆ 最终热处理：淬火+低温回火（150～180℃）。
