钢材是以铁为主要基体，含碳量一般≤2.11%的铁碳合金，工业量产钢材还会根据应用场景添加针对性合金元素并控制杂质含量。
一、 基础核心成分
（一） 基体与碳元素
1. 铁元素：占钢材总质量的98%以上，是钢材的连续基体相，常温下主要以铁素体、珠光体、渗碳体等金相组织形式存在。
2. 碳元素：是决定钢材力学性能最关键的元素，工业用钢材含碳量通常在0.02%~2.06%区间，含碳量升高会同步提升钢材的强度、硬度，但会降低塑性与韧性。
二、 普通碳素钢的常规杂质与辅助元素
未特意添加合金元素的碳素结构钢，除铁与碳外，还会带有以下常规组分：
1. 锰：炼钢时用于脱氧除硫，含量通常控制在0.3%~0.8%，可小幅提升钢材强度并抵消硫的热脆危害。
2. 硅：同样用于脱氧，含量多在0.1%~0.3%，能提升钢材的弹性极限与屈服强度。
3. 硫：有害杂质，会引发钢材热加工时的热脆问题，国标要求普通碳素钢硫含量≤0.05%。
4. 磷：有害杂质，会导致钢材低温冷脆，国标要求普通碳素钢磷含量≤0.045%。
5. 其余微量杂质：包括氧、氮、氢等，会不同程度降低钢材的塑性与韧性，炼钢过程会尽量控制其含量。
三、 专用合金钢的添加合金元素
根据使用场景需求，钢材会针对性添加合金元素，常见类型及对应成分如下：
1. 高强度结构钢：添加锰、硅、镍等元素，比如Q355低合金高强度钢，锰含量可达1.0%~1.6%，屈服强度比普通碳素钢提升30%以上。
2. 不锈钢：核心添加铬元素，铬含量≥10.5%即可形成致密氧化膜实现抗腐蚀，常见304不锈钢含18%铬+8%镍，316不锈钢额外添加2%~3%钼提升耐点蚀性能。
3. 耐磨钢：典型如高锰钢ZGMn13，含锰11%~14%，受冲击时会发生相变强化，常用于挖掘机铲斗、破碎机锤头。
4. 耐热钢：添加铬、镍、钼、钒等元素，比如Cr25Ni20耐热钢，可在1000℃以上环境长期使用。
5. 低温用钢：添加镍元素，比如9%镍钢，可耐受-196℃的低温环境，用于液化天然气储罐。
