素体+珠光体。热处理后，表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织，硬度为60HRC～62HRC。淬火、低温回火后：心部为回火马氏体（若未淬透可能为铁素体+珠光体+回火马氏体）；表面为碳化物+回火马氏体。铬能显着提高渗碳层的含碳量，镍可有效地抑制晶粒长大，细化晶粒，提高强韧性。钨、钼、钛、钒合金元素主要作用是形成固溶体或碳化物，可提高钢的强度和硬度，同时还能细化组织和晶粒。
种类.根据淬透性不同，可将渗碳钢分为低、中、高三类。
低淬透性.