许多机械零件如汽车、拖拉机齿轮，内燃机凸轮，活塞销等工作条件比较复杂，一方面零件表面承受强烈的摩擦和交变应力的作用，另一方面又经常承受较强烈的冲击载荷作用，这类零件要求钢表面具有高硬度，心部要有较高的韧性和足够的强度。为了满足这样的工作条件，常选用合金渗碳钢。对合金渗碳钢的基本性能要求是经渗碳、、淬火和低温回火后，表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足够的强度和韧性。

一般合金渗碳钢碳的质量分数wc=0.10%~0.25%（也可适当提高至wc=0.3%），以保证渗碳零件心部有较高的塑性和韧性。合金渗碳钢中，主加元素为铬（WCr<3%）、锰（WMn<2%）、镍（wNi<4.5%）、硼（wB<0.0035%），其作用是提高钢的淬透性，使钢经渗碳淬火后，心部得到低碳马氏体组织，以提高强度，同时保持良好的韧性。主加元素还能提高渗碳层的强度和塑性，尤其以镍的作用最佳。对大截面零件，心部要求性能高的，应采用多元合金渗碳钢，这对提高其淬透性更为有效。值得指出的是在钢中加入微量的硼（wB=0.0035%~0.0005%）时，能显著提高钢的淬透性。据实验数据表明，上述微量硼对提高钢淬透性的作用与WNi=2%、WCr=0.5%或WMo=0.35%的作用相当。

必须注意的是，随着钢中碳的质量分数的增加，硼对淬透性的影响也随之减弱。因此微量硼在低碳钢中比在中碳钢中效果大。当wc>0.9%时，硼基本上已不起作用。辅加少量的钼、钨、钒、钛等强碳化物形成元素，以阻止高温渗碳时晶粒长大，起细化晶粒作用。细晶粒组织对防止渗碳层剥落及提高心部性能都有利，并且渗碳后直接淬火，可以简化热处理工序。辅加元素形成的特殊碳化物，还可以提高渗碳层的耐磨性。