是指符合特定强度和可成形性等级的钢。可成形性以抗拉试验中断后伸长率表示。结构钢一般用于承载等用途，在这些用途中钢的强度是一个重要设计标准。

分类

结构钢可以细分为：合金结构钢、碳素结构钢、低合金结构钢、耐热结构钢等等。优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比，硫﹑磷及其它非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同，这类钢大致又分为三类：

1、小于0.25%C为低碳钢，其中尤以含碳低于0.10%的08F，08Al等，由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车﹑制罐……等，20G则是制造普通锅炉的主要材料。此外，低碳钢也广泛地作为渗碳钢，用于机械制造业。

2、0.25～0.60%C为中碳钢，多在调质状态下使用，制作机械制造工业的零件。调质多少22~34HRC，能得到综合机械性能，也便于切削。

3、大于0.6%C为高碳钢，多用于制造弹簧﹑齿轮﹑轧辊等，根据含锰量的不同，又可分为普通含锰量（0.25～0.8%）和较高含锰量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）两钢组。锰能改善钢的淬透性，强化铁素体，提高钢的屈服强度﹑抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”，如15Mn﹑20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。

碳素工具钢含碳量在0.65～1.35%之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具﹑刃具﹑模具和量具（见工具钢）。

合金钢

这类钢，由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。

作用

有三个方面：

1、增大钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时，从表层起淬成马氏体层的深度，是取得良好综合性能的主要参数。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的作用最强，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的作用比较显着，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。

3、影响钢的强化和韧化。Ni以固溶强化方式强化铁素体；Mo、V、Nb等碳化物形成元素，既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度；碳的强化作用最显着。此外，加入这些合金元素，一般都细化奥氏体晶粒，增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂，Ni改善钢的韧性；Mn易使奥氏体晶粒粗化，对回火脆性敏感；降低P、S含量，提高钢的纯净度，对改善钢的韧性有重要作用（见金属的强化）。

分类

合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。

1、调质结构钢，这类钢的含碳量一般约为0.25%～0.55%，对于既定截面尺寸的结构件，在调质处理（淬火加回火）时，如果沿截面淬透，则力学性能良好，如果淬不透，显微组织中出现有自由铁素体，则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等，回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径，随晶粒度和合金元素含量的增加而增大，例如，40Cr和35SiMn钢约为30～40mm，而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为60～100mm，常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。

2、表面硬化结构钢，用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件，如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高，钢中含碳量应低，一般在0.12～0.25%，同时还有适量的合金元素，以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。渗碳或碳氮共渗钢，经850～950℃渗碳或碳氮共渗后，淬火并在低温回火（约200℃）状态下使用。氮化钢经氮化处理（480～580℃），直接使用，不再经淬火与回火处理。

研究应用

开展了高速拉伸、霍普金森压杆SHPB合计12组36次动态试验，并结合S690高强结构钢准静态拉伸试验，获得了低、中、高应变率范围内S690钢的实测应力-应变关系曲线。基于动态屈服强度、动态极限强度以及真实应力-塑性真实应变关系曲线，分析S690钢的应变率效应并给出了相应的动力增大系数DIF。

针对S690高强结构钢，提出了三组适合不同工况的应变率效应模型，即：中等应变率下基于Cowper-Symonds(C-S)和Johnson-Cook(J-C)模型的应变率效应模型；高应变率下基于C-S和J-C模型的应变率效应模型；涵盖中、高等应变率范围的M-J-C模型。