合金钢是通过在碳钢基础上添加合金元素以改善性能的钢材。合金钢按合金元素含量分为低合金钢（10%）。合金含量越高，性能越优，价格也越高。合金钢按用途主要分为三大类：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。结构钢用于制造大型钢结构，如风电钢；工具钢用于制造切削工具，如高速钢；特殊性能钢包括不锈钢、耐磨钢、耐热钢和耐酸钢等。合金结构钢低合金高强度结构钢，成分特点是低碳，含量小于0.2%，主要合金元素为Mn，含量少于3%，通过添加Nb、Ti、V等元素提高刚度与韧性，加入Cu、P提高抗腐蚀能力。典型钢号如Q345（16Mn）、Q390（15MnV）、Q460（18MnMoNb），用于大型钢结构、中等压力容器和高压锅炉。渗碳钢成分特点是低碳，含量0.1%-0.25%，加入Cr、Ni、Mn等元素提高淬透性，加入Ti、V、W等元素阻碍晶粒长大。典型钢号如20Cr、15Cr用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞鞘、凸轮轴；20CrMnTi、20Mn2TiB用于中等载荷的耐磨件，如汽车变速箱齿轮；18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A用于大载荷的耐磨件，如柴油机的曲轴。易切削钢成分特点是为改善切削加工性能，常加入S、Pb、Ca、P等元素。典型钢号如Y12、Y15、Y20用于制造对力学性能要求不高的零件；Y40Mn用于加工要求刚性高的零件，如丝杠、光杆、齿条和花键轴。调质钢成分特点是中碳，0.25%-0.5%，加入Cr、Mn、Ni、Si等元素提高淬透性，加入Mo、W等元素防止第二类回火脆性。典型钢号如40Cr、40MnB用于一般尺寸的重要零件，如齿轮、主轴；35CrMo、38CrSi用于截面尺寸较大的零件，如曲轴、连杆等；37CrNi3、40CrMnMo用于截面尺寸较大的载重零件，如汽轮机的主轴与叶轮。弹簧钢成分特点是中碳或高碳，0.5%-0.7%，加入Mn、Si为主的提高淬透性元素，重要用途的弹簧钢还须加入Cr、W、V。典型钢号如65Mn、60Si2Mn用于车厢缓冲卷簧等；50CrVA、55CrMnA等用于载重车板簧、扭杆簧、低于350℃的耐热弹簧等。滚动轴承钢成分特点是高碳，0.95%-1.15%，Cr为主要合金元素，含量在0.4%-0.65%，提高淬透性、耐磨性和疲劳强度。典型钢号如GCr15用于中小轴承、冷冲模、量具、丝锥等；GCr15SiMn、GCr15SiMnMoV用于大型轴承。合金工具钢成分特点是高碳，0.9%-1.1%。低合金刃具钢如9Mn2V、9SiCr、CrWMn，用于板牙、丝锥、钻头、冷冲模、拉刀、低速切削刀具；高速钢如W18Cr4V、9W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2，用于高速切削用的车刀、铣刀、钻头等；合金模具钢如9Mn2V、Cr12、Cr4W2MoV，用于冷压模、冷冲模、塑料膜、冷挤压模等；合金量具钢如CrMn、GCr15、CrWMn，用于制作卡尺、螺旋测微仪、块规、塞规等。特殊性能钢包括不锈钢、耐磨钢、耐热钢和耐酸钢等。其中，不锈钢分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。马氏体不锈钢强度高但耐腐蚀性较差，铁素体不锈钢强度略小但耐腐蚀性强，奥氏体不锈钢强度硬度低，塑性韧性焊接性好，无磁性，具有良好的耐腐蚀性。马氏体不锈钢成分特点是碳含量0.1%-0.4%，Cr含量13%，典型钢号如1Cr13、2Cr13、用于叶片、水压机阀、螺栓、螺帽；3Cr13、4Cr13用于制作医疗工具及量具。铁素体不锈钢成分特点是碳含量约0.1%，Cr含量17%-30%，典型钢号如1Cr17、1Cr17Ti，用于力学性能要求不高、对耐腐蚀性要求高的构件，如化工行业的硝酸吸收塔、热交换器等。奥氏体不锈钢成分特点是碳含量很低，Cr含量17%-19%，Ni含量8%-12%，典型钢号如0Cr18Ni9（304不锈钢）、1Cr18Ni9（302不锈钢），用于化工设备零件、输送管道、抗磁仪表等。
