鎳主要用于不銹鋼生產，但有多達8％的鎳用于合金鋼生產，合金鋼憑借特定特性可以用于專門且往往非常重要的應用。

合金鋼包括多種鐵基材料。含鎳量從很低的0.3％左右（某些合金鋼）到很高的20％（馬氏體時效鋼）不等。每種合金具有高于普通碳鋼的強度、硬度、耐磨性或韌性的特定組合。它們一般用于動力輸出、金屬成型和切割設備，或者在碳鋼韌性不足的低溫下使用。為了簡便起見，合金鋼可以分為幾類，憑借特定屬性適應特定的終端用途。含鎳合金鋼在工具和機械制造方面至關重要，因而工業才能制造更多的工具和機械。

▼一些重要含鎳合金鋼的典型化學成分

01可淬硬低合金鋼

▲可淬硬低合金鋼用于曲軸、齒輪和飛機起落架制造全都得益于鎳成分

這些鋼材屬于一類鐵基材料，具有優于普通碳鋼的機械性質。通過添加鎳、鉻和鉬等合金元素，然后進行淬火（快速冷卻）和回火熱處理制成此材料。如果淬火前將這些元素溶解于奧氏體中，那么就能提高可淬硬性。鎳補足了鉻和鉬的淬硬效果，而且在讓淬火和回火熱處理形成的硬質馬氏體微觀結構具有韌性的過程中起到了重要作用。

請參見下表。

▼退火、淬火和回火狀態下AISI 4340的典型力學數值與AISI 1045碳鋼的比較

02工具鋼

▲工具鋼－空氣硬化鋼剪切刀片

工具鋼包含用于壓模（沖壓或擠出）、切割或剪切、模具制作或沖擊應用（例如錘子，包括個人或工業使用）的多種高硬度、耐磨損鋼材。其熱處理方式類似于可淬硬低合金鋼。

空氣硬化工具鋼可以減小快速水淬引起的變形，而且在耐磨性與韌性之間取得了平衡。

塑料模具工具鋼屬于經過成型、滲碳、硬化和回火達到較高表面硬度的低碳鋼，因此非常適合注塑模具和壓鑄模具。

03高強度低合金（耐候鋼）

這些鋼材的細粒結構使得它們的強度高于普通碳鋼。這種細粒結構是通過影響轉變溫度實現的，從而在空氣冷卻過程中，奧氏體可以在較低溫度下轉變為鐵氧體和珠光體。在HSLA鋼材典型的低碳水平下，硅、銅、鎳和磷等元素在細珠光體的生產中特別有效。

添加的鉻、銅和鎳形成了一個穩定的銹層，可以附著在母材金屬上，而且其孔隙遠少于普通結構鋼上形成的銹層，由此大大降低了腐蝕速度，讓這些鋼材在無涂覆狀態下使用。

▼下表表示ASTM A36碳結構鋼與ASTM A588 C級高強度低合金結構鋼機械特性的區別。