鋼鐵材料中的五大元素為C（碳）、Si（矽）、Mn（錳）、P（磷）、S（硫）。

鋼鐵材料中的八大元素為C（碳）、Si（矽）、Mn（錳）、P（磷）、S（硫）、鐵、氮、氧。

鋼鐵材料適用範圍廣闊的原因，首先在於可用的成分跨度大，從近於無碳的工業純鐵到含碳4%左右的鑄鐵，在此範圍內合金的相結構和微觀組織都發生很大的變化；另外，還在於可採用各種熱加工工藝，尤其金屬熱處理技術，大幅度地改變某一成分合金的組織和效能。

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鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數情況下能滿足使用要求，所以應用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。

合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結構和效能發生變化，從而具有一些特殊效能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。

合金鋼的資源相當豐富，除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初，合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。