钢铁是一种由铁与其他元素结合而成的合金，当中最普遍的是碳。碳约占钢材重量的0.2%至2.1%，视乎钢材的等级。其他有时会用到的合金元素还包括锰、铬、钒和钨。碳与其他元素有硬化剂的作用，能够防止铁原子的晶格因原子滑移过其他原子而出现位错。调整合金元素的量，及其存在与钢中的形式（溶质元素及参与相），就能够控制钢成品的特性，例如硬度、延展性及强度。加了碳的钢会比纯铁更硬更强，但是这种钢的延展性会比铁差。
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