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金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。在金属的化学性能中，是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义。金属的物理性能主要考虑:密度（比重）:ρ=P/V单位克/立方厘米或吨/立方米，式中P为重量，V为体积。在实际应用中，除了根据密度计算金属零件的重量外，很重要的一点是考虑金属的比强度（强度σb与密度ρ之比）来帮助选材，以及与无损检测相关的声学检测中的声阻抗（密度ρ与声速C的乘积）和射线检测中密度不同的物质对射线能量有不同的吸收能力等等。
按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高），碳素钢（含磷、硫较低）和高级钢（含磷、硫更低）。一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。碳素结构钢也叫碳素结构钢，含碳量小于0.8%。除几个含碳很低的牌号可以熔炼沸腾钢外，其余都是钢。碳素结构钢按量不同可以分为正常含锰量（0.25%~0.8%）和较高含锰量（0.70%~ 1.20%）两组，后者具有较好的力学性能和加工性能。
合金工具钢容易淬硬，不易产生变形和裂纹，适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和量具。用途不同，合金工具钢的含碳量也不同。大多数合金工具钢的含碳量为0.5%~1.50%。热变形模具用钢含碳较低，在0.3%~0.6%范围内；切削刀具用钢一般含碳1%左右；冷加工模具用钢则含碳量较高，如石墨模具钢含碳量达1.5%，高碳高铬型冷加工模具用钢含碳量高达2%以上。高速工具钢是高碳高合金工具钢，钢中含碳量为0.7%~1.4%，钢中含有能形成高硬度碳化物的合金元素，如钨、钼、铬、钒。