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，使鋼的組織結構和性能發生變化，從而具有一些特殊性能，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。
含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據生鐵中碳存在的形態不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態分布，斷口呈銀白色，質硬而脆，不能進行機械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機械性能、加工性能接近于鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應用。
鋼鐵中碳的來源:煉鐵的原料之一是鐵礦石，鐵礦石主要成份是Fe2O3，沒有碳。
煉鐵的原料之二是焦碳
煉鐵過程部分焦碳留在了鐵水中,導致鐵水中含碳。
鋼鐵的生產 由鐵礦石煉生鐵。
由生鐵作原料煉鋼,煉鋼的過程主要是除碳的過程.還不能將碳除盡,鋼需要有一定量的碳,性能才達到最佳。
按化學成分分
一、碳素鋼 碳素鋼是指鋼中除鐵、碳外，還含有少量錳、硅、硫、磷等元素的鐵碳合金，按其含碳量的不同，可分為：
（1)低碳鋼--含碳量wc≤0.25%
（2)中碳鋼--含碳量wc>0.25%～0.60%
（3)高碳鋼--含碳量wc>0.60%高碳鋼一般在軍工業和工業醫療業比較多
二、合金鋼 為了改善鋼的性能，在冶煉碳素鋼的基礎上，加入一些合金元素而煉成的鋼，如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量，可分為：
（1)低合金鋼--合金元素的總含量≤5%
（2)中合金鋼--合金元素的總含量5%～10%
（3)高合金鋼--合金元素的總含量>10%
按冶煉設備分
（1)轉爐鋼 用轉爐吹煉的鋼，可分為底吹、側吹、頂吹和空氣吹煉、純氧吹練等轉爐鋼；根據爐襯的不同，又分酸性和堿性兩種。
（2)平爐鋼 用平爐煉制的鋼，按爐襯材料的不同分為酸性和堿性兩種，一般平爐鋼多為堿性
（3)電爐鋼 用電爐煉制的鋼，有電弧爐鋼、感應爐鋼及真空感應爐鋼等。工業上大量生產的，是堿性電弧爐鋼。
按澆注前脫氧程度分
(1)沸騰鋼屬脫氧不完全的鋼，澆注時在鋼錠模里產生沸騰現象。其優點是冶煉損耗少、成本低、表面質量及深沖性能好；缺點是成分和質量不均勻、抗腐蝕性和力學強度較差，一般用于軋制碳索結構鋼的型鋼和鋼板。
(2)鎮靜鋼屬脫氧完全的鋼，澆注時在鋼錠模里鋼液鎮靜，沒有沸騰現象。其優點是成分和質量均勻；缺點是金屬的收得率低，成本較高。一般合金鋼和優質碳素結構鋼都為鎮靜鋼。
(3)半鎮靜鋼脫氧程度介于鎮靜鋼和沸騰鋼之間的鋼，因生產較難控制.目前產量較少。
按鋼的品質分
(1)普通鋼 鋼中含雜質元素較多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素結構鋼、低合金結構鋼等
(2)優質鋼 鋼中含雜質元素較少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等
(3)高級優質鋼 鋼中含雜質元素極少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金結構鋼和工具鋼等。高級優質鋼在鋼號后面，通常加符號“A”或漢字“高”以便識別。
按鋼的用途分
一、結構鋼
（1)建筑及工程用結構鋼簡稱建造用鋼，它是指用于建筑、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上制作金屬結構件的鋼。如碳素結構鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等。
（2)機械制造用結構鋼--是指用于制造機械設備上結構零件的鋼。這類鋼基本上都是優質鋼或高級優質鋼，主要有優質碳素結構鋼、合金結構鋼、易切結構鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等
二、工具鋼
一般用于制造各種工具，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等。按用途又可分為刃具鋼、模具鋼、量具鋼。
三、特殊鋼
具有特殊性能的鋼，如不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、耐磨鋼、磁鋼等。
四、專業用鋼
這是指各個工業部門專業用途的鋼，如汽車用鋼、農機用鋼、航空用鋼、化工機械用鋼、鍋爐用鋼、電工用鋼、焊條用鋼等。
按制造加工形式分
(1)鑄鋼 鑄鋼是指采用鑄造方法而生產出來的一種鋼鑄件。鑄鋼主要用于制造一些形狀復雜、難于進行鍛造或切削加工成形而又要求較高的強度和塑性的零件。
(2)鍛鋼 鍛鋼是指采用鍛造方法而生產出來的各種鍛材和鍛件。鍛鋼件的質量比鑄鋼件高，能承受大的沖擊力作用，塑性、韌性和其他方面的力學性能也都比鑄鋼件高，所以凡是一些重要的機器零件都應當采用鍛鋼件。
(3)熱軋鋼 熱軋鋼是指用熱軋方法而生產出來的各種熱軋鋼材。大部分鋼材都是采用熱軋軋成的，熱軋常用來生產型鋼、鋼管、鋼板等大型鋼材，也用于軋制線材
(4)冷軋鋼 冷軋鋼是指用冷軋方法而生產出來的各種冷軋鋼材。與熱軋鋼相比，冷軋鋼的特點是表面光潔、尺寸精確、力學性能好。冷軋常用來軋制薄板、鋼帶和鋼管
(5)冷拔鋼 冷拔鋼是指用冷拔方法而生產出來的各種冷拔鋼材。冷拔鋼的特點是：精度高、表面質量好。冷拔主要用于生產鋼絲，也用于生產直徑在50mm以下的圓鋼和六角鋼，以及直徑在76mm以下的鋼管
