Có thể có các phương pháp phân loại thép hợp kim chủyếu sau :
a. Phân loại theo tổchức tếvi
Thường phân loại thép hợp kim theo tổ chức ở trạng thái cân bằng và sau khi thường hóa.
Phân loại theo tổ chức ở trạng thái cân bằng sau khi ủ, thép có tổ chức cân bằng ổn định, với độbền, độcứng thấp nhất. Theo lượng cacbon tăng dần, có thểcó các loại thép sau.
Thép trước cùng tích, với tổchức ferit và peclit. Thép cùng tích, với tổchức peclit.
Thép sau cùng tích với tổchức ngoài peclit còn có cacbit thứhai. Thép lêđêburit với tổchức cóđiểmcùng tinh lêđêburit.
Thép austenit với tổ chức thuần austenit (do được hợp kim hóa với lượng lớn nguyên tốmởrộng vùngγ, như Ni hoặc Mn).
Thép ferit với tổchức thuần ferit (do được hợp kim hóa với lượng lớn nguyên tố mởrộng vùngα như Cr hoặc Si).
b. Phân loại theo tổchứcởtrạng thái thường hóa
Từtổchức sau khi austenit hóa rồi làm nguội ngoài không khí tĩnh (thường hóa) các mẫu nhỏ (đường kính 25mm) tùy mức độhợp kim hóa có thểcó các loại thép.
Hình 2.8. Đường cong chữ ‘C’ của các loại thép
Thép peclit là loại thép hợp kim thấp, tính ổn định của austenit quá nguội chưa lớn lắm, vectơ nguội cắt chữ ‘C’ (hình2.8a), nên tổchức nhận được vẫn là peclit.
Thép mactenxit là loại thép hợp kim trung bình và cao có tính ổn định của austenit quá nguội lớn đến mức vectơ nguội ngoài không khí không cắt giản đồ chữ ‘C’ mà xuống thẳng vùng mactenxit (hình 2.8b) nên tổchức nhận được là mactenxit.
Thép austenit là loại thép hợp kim cao bởi các nguyên tố như Ni, Mn mở rộng vùngγ xuống đến nhiệt độ thường (hình 2.8c), nên sau khi nguội ngoài không khí, thép vẫnởtrạng thái austenit.
c. Phân loại theo nguyên tốhợp kim
thép có chứa Cr được gọi là thép crôm, chứa Cr, Mn gọi là thép Cr-Mn, chứa Cr, Ni, Mo được gọi là thép Cr-Ni-Mo… Theo cách phân loại này biêt được tính chất của thép do nguyên tốhợp kim chính quyết định, ví dụthép Ni có tính dẻo, dai cao, thép Cr-Ni- Mo có độthấm tôi cao và không nhạy cảm với giòn ram loại II…
d. Phân loại theo tổng lượng nguyên tốhợp kim
Theo tổng lượng nguyên tốhợp kim có các loại sau.
Thép hợp kim thấp là loại mà tổng lượng các nguyên tố hợp kim nhỏ hơn 2,5% (thường là loại peclit).
Thép hợp kim trung bình là loại mà tổng lượng các nguyên tốhợp kim từ 2,5 đến 10% (là loại peclit-mactenxit).
Thép hợp kim cao là loại mà tổng lượng các nguyên tốhợp kim cao hơn 10% (có thểlà thép mactenxit hay austenit).
Cách phân loại này cho biết giá trị của thép.
e. Phân loại theo công dụng
Đây là cách phân loại thường dùng nhất, cũng như thép cacbon, theo công dụng, thép hợp kim được phân ra các nhóm chính sau.
Thép cán nóng thông dụng, được dùng với khối lượng lớn, chủ yếu dùng trong xây dựng và các công việc thông thường tương tự, không cần qua nhiệt luyện khi sửdụng.
Thép kết cấu là nhóm thép chủyếu đểlàm chi tiết máy, thường phải qua nhiệt luyện. Thép dụng cụlà nhóm thép chủyếu đểlàm dụng cụ, nhất thiết phải qua nhiệt luyện. Thép hợp kim đặc biệt là nhóm thép có các tính chất đặc biệt (cơ, lý, hóa) ví dụ thép không gỉ, thép có tính chống mài mòn cao, thép chịu nhiệt, thép có tính giãn nở và thép đàn hồi đặc biệt, thép không từ tính…