鋼的成分偏析導(dǎo)致鋼組織、性能的不均勻，這是鋼制零部件提前失效以及鋼性能潛力難以充分發(fā)揮的重要原因之一。現(xiàn)代生產(chǎn)工藝應(yīng)使鋼的均勻性達(dá)到：轎車(chē)齒輪鋼淬透性帶波動(dòng)為±3HRC；對(duì)合金元素控制水平為碳、鎳、鉬含量≤±0.01%，錳和鉻含量≤±0.02%；軸承鋼淬火后的晶粒度為球形且尺寸波動(dòng)0.8±0. 2μm；抗層狀撕裂鋼（z向鋼）的縱向、橫向和厚度方向的力學(xué)性能，特別是塑、韌性要求大體上相當(dāng)。
（3）超細(xì)組織。超細(xì)組織強(qiáng)化是惟一增加鋼強(qiáng)度而不降低韌性或使韌性略有增加的強(qiáng)化機(jī)制。例如高強(qiáng)度不銹鋼AFC77的晶粒從60μm細(xì)化到2. 3μm，則斷裂韌性KIC從100增加到220MPa·m。核反應(yīng)堆壓力容器鋼板為粗晶時(shí)，其輻照脆化溫度范圍為150～250℃而細(xì)晶鋼降到50～70℃。軸承鋼中的碳化物尺寸細(xì)到≤0.5μm，則軸承壽命大幅度提高。

雖然降低鋼中氧及夾雜物含量是獲得純凈鋼的一種途徑，但是要想得到零夾雜的彈簧鋼比較困難，為此有研究者提出了氧化物冶金技術(shù)，這是一種有效的晶粒細(xì)化的方法，是實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料強(qiáng)度與韌性成倍提高的有效方法。它利用鋼中細(xì)小彌散的高熔點(diǎn)非金屬夾雜物，主要是氧化物、硫化物以及氮化物，作為晶內(nèi)鐵素體的形核核心，從而起到細(xì)化晶粒的作用。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)Ti、Zr氧化物體系做了系統(tǒng)的研究，認(rèn)為含鈦氧化物是理想的。在奧氏體晶粒內(nèi)鈦的氧化物質(zhì)點(diǎn)成為針狀鐵素體有效形核地點(diǎn)，促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體形成。但是，由于鋼種成分的限制，鈦氧化物冶金的推廣受到了限制。近幾年開(kāi)始對(duì)稀土元素進(jìn)行研究，可以利用稀土元素的強(qiáng)脫氧脫硫能力及產(chǎn)物熔點(diǎn)高的特點(diǎn)來(lái)研究稀土氧化物對(duì)鋼材性能的影響。

（4）高溫合金
高溫合金是指在高溫下具有足夠的持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度、高溫韌性及足夠的化學(xué)穩(wěn)定性的一種熱強(qiáng)材料，用于1000℃左右高溫條件下工作的熱動(dòng)力部件。
按其基本化學(xué)成分的不同，又可分為鎳基高溫合金、鐵鎳基高溫合金及鈷基高溫合金。
（5）精密合金
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是電氣工業(yè)、電子工業(yè)、精密儀表工業(yè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的材料
精密合金按其不同的物理性能又分為七類，即：軟磁合金、變形永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電阻合金、熱電偶合金。絕大多數(shù)精密合金是以黑色金屬為基的，只有少數(shù)是以有色金屬為基的。