فولاد به عنوان یکی از مهمترین مواد ساختمانی و صنعتی در جهان، نقش بسیار مهمی در توسعه و پیشرفت اقتصادی و فناوری داشته است. خواص متنوع و قابل تنظیم فولاد، از جمله سختی، مقاومت به خمش و کشش، مقاومت به زنگ زدگی، راندمان در تغییر شکل و دیگر خصوصیات، آن را به یک ماده بسیار مورد نیاز در ساختمان‌سازی، خودروسازی، ابزارسازی، تجهیزات صنعتی و بسیاری دیگر از صنایع تبدیل کرده است. فولاد یک آلیاژ است که از ترکیب آهن و کربن با سایر عناصر کمیاب تشکیل می‌شود. آهن به تنهایی دارای سختی و مقاومت کافی نیست، اما با افزودن کربن به آن، خواص مکانیکی بهبود می‌یابد.

انواع مختلف فولاد

موسسه آهن و فولاد آمریکا فولاد را بر اساس ترکیبات شیمیایی به 4 دسته اصلی تقسیم کرده است:
فولاد کربنی:
این نوع فولاد حاوی کربن به تنهایی است و عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده است. میزان کربن در این نوع فولاد می‌تواند متغیر باشد و بسته به میزان کربن، خواص مکانیکی نهایی تغییر می‌کنند. فولادهای کربنی شامل 3گروه میشوند.
•    فولاد کم کربن:
فولاد کم کربن (Low Carbon Steel) یک نوع فولاد است که در ترکیب شیمیایی آن مقدار کربن به حداقل رسیده است. معمولاً درصد کربن در این نوع فولاد کمتر از 0.25٪ و حتی ممکن است به حداقل 0.05٪ یا کمتر هم برسد. از این نوع فولاد در صنایع ساختمانی، برای اجزایی که نیاز به انعطاف پذیری و سازگاری با تغییرات حرارتی دارند به‌کار گرفته میشود. همچنین به دلیل خواص کششی، برای انتقال سیالات و گازها نیز از فولادهای کم کربن استفاده میشود.
•    فولاد کربن متوسط:
این فولاد نسبت به فولاد کربن قوی‌تر است و درصد کربن آن معمولا بین 0.31٪ تا 0.6٪ می‌باشد. به دلیل میزان کربن متوسط، این فولاد‌ها دارای سختی و مقاومت متوسطی به فشار و خمش هستند.  فولاد‌های کربن متوسط به دلیل سختی و مقاومت مناسبی که دارند، قابل تراشکاری، خمکاری و شکل‌دهی هستند. از فولادهای با کربن متوسط در ابزارهای برشی، مته‌ها و نیش‌ها که نیاز به سختی و مقاومت خوب دارند و هم چنین پیچ‌ها، مهره‌ها، وصل‌کننده‌ها استفاده میکنند.

•    فولاد کربن بالا:
در ترکیب شیمایی فولاد پر کربن 0.61٪ و 1.5٪ کربن وجود دارد. خصوصیت مهم فولاد کربن بالا از دیگر فولاد‌ها، سختی بسیار بالای آن است. این فولاد‌ها توسط ترمیم حرارتی (عملیات حرارتی مانند تمپر و آنیلینگ) به دماهای مختلف تحت تاثیر قرار می‌گیرند تا سختی مطلوب حاصل شود. این ویژگی باعث می‌شود که فولاد کربن بالا به عنوان "فولاد تمپر شدنی" نیز شناخته شود. این نوع فولاد به عنوان ماده اصلی برای تولید ابزارهای برشی مانند چاقوها، گردان‌ها، خراش‌ها و... به کار می‌رود زیرا سختی بالا و توانایی نگهداری لبه تیز در آنها بسیار مهم است. در برخی از صنایع مانند صنایع معدنی و ساخت و ساز، از فولاد کربن بالا برای تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت بسیار بالا در برابر سایش و ضربه دارند، استفاده می‌شود.

فولاد آلیاژی:
این نوع فولاد علاوه بر آهن و کربن حاوی عناصر دیگری مانند نیکل، منگنز، سلیکون، کروم و آلومینیوم می‌باشد. این عناصر آلیاژی ممکن است به منظور بهبود خصوصیت‌های مختلف همچون افزایش سختی، مقاومت، مقاومت به خوردگی، مقاومت به حرارت و... به فولاد اضافه بشوند. 
با افزودن عناصر مثل کروم، مولیبدن و وانادیوم به فولاد، سختی و مقاومت آن به فشار، خمش و سایش بهبود می‌یابد. این نوع فولاد‌ها به عنوان مواد سازه‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرنذد.
با اضافه کردن عناصر مانند نیکل و مولیبدن به فولاد، مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی در محیط‌های تری و خورنده بهبود می‌یابد. این نوع فولاد‌ها در صنایع دریایی، پتروشیمی و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
 

فولاد ضد زنگ:
اصلی‌ترین عنصر به‌کار رفته در این فولاد کروم است. این فولاد در مقایسه با فولاد نرم 200 برابر بیشتر در برابر خوردگی مقاوت دارد.
فولاد ضدزنگ به دلیل تنوع کاربردها و خواص مختلفی که می‌تواند داشته باشد، در انواع مختلفی تولید می‌شود.
•    فولاد ضدزنگ آستنیتیک (Austenitic Stainless Steel)
•    فولاد ضدزنگ فریتیک (Ferritic Stainless Steel)
•    فولاد ضدزنگ مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel)
•    فولاد ضدزنگ دوفازی (Duplex Stainless Steel)
•    فولاد ضدزنگ پرسیپیتیشن هاردنینگ (Precipitation Hardening Stainless Steel)
فولاد ابزاری:
از ترکیبات  تنگستن، مولیبدنیوم، کبالت و وانادیوم در فولاد ابزاری استفاده میشود که در مقابل حرارت مقاوم هستند.
•    فولاد ابزاری آلات سرد (Cold Work Tool Steel):
 این نوع فولاد دارای کربن بیشتری هستند و  در مقابل اکسایش شدن در درمای بالا مقاوم هستند. گریدهای D2، D3، A2 و O1 از این دسته معروف‌ترین گریدهای آن هستند.
•    فولاد ابزاری آلات گرم (Hot Work Tool Steel): 

این نوع فولاد برای ابزارها و قطعاتی که نیاز به مقاومت در حرارت و دمای بالا دارند، استفاده می‌شودو در فرآیندهای گرم مانند فرایندهای نورد و پرس کاربرد دارند. گریدهای H13، H11 و H21 از این دسته معروف‌ترین گریدهای آن هستند.

•    فولاد ابزار مقاوم به شوک:
فولاد ابزار مقاوم به شوک (Shock-Resistant Tool Steel) یک نوع فولاد ابزاری است که خصوصیت مقاومت به ضربه و شوک‌های مکانیکی را دارا می‌باشد. این نوع فولاد‌ها به دلیل خواص مکانیکی و توانایی مقاومت در برابر ضربه‌های سنگین و انرژی زیاد مناسب برای تولید ابزار‌ها و قطعاتی هستند که به تنش‌های شوکی و فشاری زیاد تحت دستور کار خواهند آمد.
•    فولاد ابزاری تند بر:
فولاد ابزار تندبر (High-Speed Tool Steel) یک نوع فولاد ابزاری است که برای تولید ابزار‌های برشی با سرعت بالا و تحت تنش‌های حرارتی زیاد به کار می‌رود. فولادهای تندبر معمولاً دارای سرعت‌های برش بسیار بالا هستند و می‌توانند در دماهای بالا به طور مداوم کار کنند. از این گروه فولاد‌ به عنوان ابزارهای برشی در صنایعی مانند ماشین‌کاری، تولید قطعات خودرو و فرآیندهای تولیدی مختلف استفاده می‌شود.