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。

铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏***及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

钴(Co)：钴是稀有的***，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。