低淬透性渗碳钢合金元素总含量在2%以下，淬透性和强度都较低，常用的有铬钢和锰钢，
（一）铬钢20Cr应用较广，铬的加入，主要是提高淬透性，溶于铁素体中的铬又能强化铁素体，可提高心部的强度，淬火时可用油作冷却剂，减少变形，铬和碳的亲和力较强，在渗碳时，能强烈地促进表面渗碳，使碳浓度增大。但使渗碳层容易形成网状碳化物。故20Cr渗碳时，最好选择较缓和的渗碳剂和较低的渗碳温度（900~920℃）。铬虽可减少钢的过热倾向，但在900~950℃长时间渗碳，心部晶粒仍有明显长大，故20Cr钢不宜直接淬火。20Cr钢淬透性不大，油淬在16mm以下才能淬透。加入0.1~0.2%的钒，成为20CrV钢，钒可使钢在渗碳时晶粒不易长大，获得细晶粒，从而提高心部的强度、韧性和表面的耐磨性，并可在渗碳后直接淬火。
（二）锰钢 像铬一样，锰能强烈地提高淬透性和强化铁素体，因此，出现了以锰代铬的渗碳锰钢，常用的是20Mn2。从淬透性来看，20Mn2比20Cr钢还好。从渗碳速度和对渗碳层碳的浓度梯度的影响来看，也没有不利影响，并且还可使渗碳层不易出现反常组织。但容易过热，因此，应用较低的渗碳温度，常用900~930℃，为了细化晶粒，渗碳可重新加热淬火，或进行两次淬火。为了细化晶粒，在锰钢中加入少量的钒（0.07~0.12%），形成锰钒钢。如20MnV，渗碳后可直接淬火，强度、韧性、塑性比20Mn2好，但淬透性较差。