目前，中國汽車用齒輪鋼的主體鋼種仍是20CrMnTi，該鋼種通常采用氣體滲碳工藝，由于滲碳氣氛中氧化性氣體的存在，導(dǎo)致滲層中對氧親和力較大的元素Si、Mn、Cr在晶界處發(fā)生氧化，形成晶界氧化層。晶界氧化層的發(fā)生會導(dǎo)致滲層Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降，降低滲層的淬透性，從而降低滲層的硬度并導(dǎo)致非馬氏體組織的產(chǎn)生，進而顯著降低齒輪的疲勞性能。為解決這一問題可以采用兩種手段：

1）采用特殊的熱處理工藝。真空滲碳可降低滲碳氣氛中的氧勢，從而可以較為有效地減小滲碳層晶界氧化的發(fā)生程度；稀土滲碳工藝也可以降低晶界氧化程度，由于稀土優(yōu)先在工件表面富集并擇優(yōu)沿鋼的晶界擴散，而且與氧的親合力遠比Si、Mn、Cr高得多，它將優(yōu)先與氧結(jié)合,阻礙氧原子繼續(xù)向內(nèi)擴散，從而有助于減輕非馬氏體組織的產(chǎn)生。

雖然降低鋼中氧及夾雜物含量是獲得純凈鋼的一種途徑，但是要想得到零夾雜的彈簧鋼比較困難，為此有研究者提出了氧化物冶金技術(shù)，這是一種有效的晶粒細化的方法，是實現(xiàn)鋼鐵材料強度與韌性成倍提高的有效方法。它利用鋼中細小彌散的高熔點非金屬夾雜物，主要是氧化物、硫化物以及氮化物，作為晶內(nèi)鐵素體的形核核心，從而起到細化晶粒的作用。國內(nèi)外已經(jīng)對Ti、Zr氧化物體系做了系統(tǒng)的研究，認為含鈦氧化物是理想的。在奧氏體晶粒內(nèi)鈦的氧化物質(zhì)點成為針狀鐵素體有效形核地點，促進晶內(nèi)鐵素體形成。但是，由于鋼種成分的限制，鈦氧化物冶金的受到了限制。近幾年開始對稀土元素進行研究，可以利用稀土元素的強脫氧脫硫能力及產(chǎn)物熔點高的特點來研究稀土氧化物對鋼材性能的影響。

這類鋼必須同時保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其牌號是采用兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)的萬分數(shù)。例如45鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)為0.45%；08鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)為0.08%。
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造機器零件。一般都要經(jīng)過熱處理以提高力學(xué)性
能。根據(jù)碳的質(zhì)量分數(shù)不同，有不同的用途。08、08F、10、10F鋼，塑性、韌性高，具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車身、拖拉機駕駛室等；15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件，如活塞銷、樣板等；30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件，