合金钢是与各种元素合金化的钢，其总量在1.0％至50％重量之间，以改善其机械性能。合金钢分为两类：低合金钢和高合金钢。两者之间的区别是有争议的。***ith和Hashemi将差异定义为4.0％，而Degarmo等人则将差异定义为4.0％。，将其定义为8.0％。通常地，短语“合金钢”是指低合金钢。合金钢（与碳钢相比）的一系列改进的性能：强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、淬透性和热硬度

碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏***。

磷（P）：在一般情况下，磷是钢中***元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，钢要求更低些。

硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以***钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。