铁矿石是炼铁的主要原料，铁矿石的主要成分是不含碳的Fe2O3。焦炭是炼铁的第二原料，炼铁过程中有一部分焦炭残留在铁水中，造成铁水中碳含量高。
钢铁生产从铁矿石到生铁，用生铁为原料炼钢；炼钢主要是除碳的过程，不能完全去除。钢需要一定量的碳才能达到最佳性能。
为了改善钢的性能，需要在冶炼碳钢的基础上加入一些合金元素。
含碳2.0 ~ 4.5%的生铁
含钢0.05 ~ 2.0%碳
熟铁含碳量小于0.05%
铁矿石→生铁→钢
因此，钢是由铁、碳、硅、锰、磷、硫和少量其他元素组成的合金。
除了铁，碳的含量对钢的力学性能起着主要作用，因此统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、最重要、最常用的金属材料。
按含碳量可分为：根据含碳量的不同，碳钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随着碳含量的增加，碳钢的硬度增加，韧性降低。
1)低碳钢-碳含量≤0.25%。
2)中碳钢-碳含量> 0.25%≤0.60%。
3)高碳钢-碳含量> 0.60%
按合金元素的总含量分：为了改善钢的性能，在冶炼碳钢的基础上，加入一些合金元素，钢是合金钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。合金钢又称特殊钢，具有一些特殊的性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀等。钢中常用的合金元素有硅、钨、锰、铬、镍、钼、钒、钛等。
根据合金元素的总含量，可分为:
1)低合金钢-合金元素总含量≤5%。
2)中合金钢——合金元素总含量为5% ~ 10%。
3)高合金钢——合金元素总含量> 10%。
合金钢根据其用途分类:
1)合金结构钢:用作工程构件；各种机械零件。
2)合金工具钢:用作量具、模具、刀具等。
3)特殊性能的钢材:如不锈钢、耐热钢等，具有特殊的物理或化学性能。
