在碳素钢中加入一种或几种合金元素，以获得特定性能的钢称为合金钢。
加入钢中的合金元素有锰、硅、铬、镍、钼、钨、铝、钛和硼等，它们一般是在熔炼过程中加入的。
加入合金元素的目的有三个：①提高钢的力学性能，如强度、硬度和韧性等；②改善钢的热处理性能，如提高淬透性、回火稳定性和减少淬火变形等；③使钢获得某种特定的性能，如耐热、耐磨和耐腐蚀等。
合金钢的特点和用途如下：
（1）合金结构钢。合金结构钢具有高的淬透性，热处理后具有良好的综合性能，主要用来制造承受负荷较大或截面尺寸较大的机器零件。
合金结构钢分合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢和滚动轴承钢四种。合金渗碳钢的平均含碳量在0．1％～0．25％，合金元素总的含量不超过5％。这种钢经过渗碳淬火并低温回火之后，其表面具有很高的硬度及耐磨性，而心部却能保持着足够的强度和韧性，一般用来制造活塞销、齿轮、凸轮、轴类等。
合金调质钢的平均含碳量在0．3％～0．45％，一般经过调质处理后再使用。经过调质后的钢具有很高的硬度和强度，良好的韧性，可用来制造轴、螺栓、连杆、齿轮等。
合金弹簧钢的含碳量一般在0．5％～0．7％，经过淬火并中温回火之后，可得到较高的弹性极限、高的疲劳强度和足够的韧性，所以可用来制造各种弹簧。
滚动轴承钢的含碳量一般在0．95％～1．1％。这种钢的主要合金元素是铬，并含有适量的硅和锰，经过淬火并低温回火之后，可得到很高的硬度、高的耐磨性、高的抗压强度和疲劳强度，所以可用来制造滚动轴承的各种零件。
（2）合金工具钢。合金工具钢具有较高的硬度和耐磨性，足够的韧性，耐高温性能好，热处理变形小，常用来制造刃具、量具和模具等。
合金工具钢有刃具钢、量具钢和模具钢三种：刃具钢的含碳量一般在0．8％～1．5％，常加入铬、锰、硅、钨、钼、钒等元素，它有低合金工具钢和高速钢等几种。这种钢主要用来作切削刀具。
量具钢的含碳量约在0．9％～1．5％，主要合金元素有铬、钨、锰等。常用的量具钢有铬锰钢、铬钨锰钢等。这种钢主要用来制造卡尺、千分尺、样板等量具。
模具钢的含碳量一般在0．8％～1．0％，它具有高的硬度和耐磨性、热处理变形小等特点。常用的模具钢有T8A、T10A、CrWMn、Crl2、5CrMnMo等。这种钢主要用来制造锻模、冲模和压铸模等。