Thép này thường được hợp kim hoá bằng các nguyên tố: Cr, Mn, Si, Ni, Ti, Mo (W),…với lượng nhỏ (thường từ 1-2%; cá biệt, có thép từ 6-7%) để nâng cao độ thấm tôi (cải thiện khả năng nhiệt luyện) và hoá bền ferrite.

Thép kết cấu được chia thành các nhóm sau:

- Thép thấm cácbon: Là loại thép có thành phần cácbon thấp (≤ 0,25% C), ở trạng thái cung cấp có độ dẻo, độ dai cao nhưng độ bền thấp. Để cải thiện độ bền và nâng cao độ cứng bề mặt, có thể áp dụng công nghệ thấm cácbon, tôi và ram thấp.

- Thép hoá tốt: Là thép có thành phần cácbon vào khoảng 0,3 — 0,5%, cơ tính ở trạng thái cung cấp tương đối cao. Sau nhiệt luyện hoá tốt (tôi và ram cao), chúng sẽ có cơ tính tổng hợp cao nhất. Để nâng cao khả năng chống mài mòn bề mặt của thép này, sau nhiệt luyện hoá tốt phải tôi bề mặt và ram thấp.

- Thép đàn hồi: Là thép có hàm lượng cácbon tương đối cao (0,5 — 0,7%), chuyên dùng để chế tạo các chi tiết đàn hồi : nhíp, lò xo,…Để có giới hạn đàn hồi cao nhất thì phải qua tôi và ram trung bình.

Thép thấm cácbon

      Thép thấm cácbon là loại thép có hàm lượng cácbon thấp (0,1 — 0,25%), dùng để chế tạo các chi tiết yêu cầu lõi dẻo, dai, chịu được va đập còn bề mặt có độ cứng cao để chịu mài mòn.
Thành phần hoá học:

- Cácbon: hàm lượng cácbon thường nằm trong giới hạn 0,1 — 0,25% để lõi chi tiết có độ dẻo và dai cao. Với các chi tiết lớn, để nâng cao độ bền lõi, hàm lượng cácbon có thể đến 0,3%.

- Các nguyên tố hợp kim: Hợp kim hoá cho thép thấm cácbon nhằm hai mục đích: tăng độ thấm tôi và thúc đẩy quá trình thấm cácbon vào thép. Các nguyên tố tạo cácbít thường được dùng cho mục đích này. Ngoài ra, vì quá trình thấm xảy ra ở nhiệt độ cao và trong thời gian dài nên các nguyên tố hợp kim phải không làm hạt lớn. Các nguyên tố thường dùng là: Cr, Mn,V, Mo, Ti (Dùng kèm với Mn giữ nhỏ hạt vì Mn có xu hướng làm thô hạt),… Các thép thấm thường có Ni với hàm lượng 2 — 4% vì Ni có tác dụng tăng độ thấm tôi, giữ hạt nhỏ và làm tăng mạnh độ dai va đập.

      Trong thép thấm cácbon không nên có Si, Co và các nguyên tố này đẩy C ra khỏi thép, ngăn cản quá trình thấm.