Ответственные металлоконструкции, работающие при температурах ниже — 25 °C, а также металлоконструкции, подверженные действию переменных динамических и вибрационных нагрузок, независимо от температуры эксплуатации целесообразно изготовлять из спокойной мартеновской стали группы В марки ВСтЗсп с дополнительными гарантиями в отношении ударной вязкости (для металлоконструкций, работающих при низких температурах). Стали Ст5, Стб ввиду ограниченности и плохой свариваемости в металлоконструкциях не применяют, а используют их, как стали повышенной прочности в качестве направляющих для ходовых колес тележек в козловых кранах. Углеродистые качественные стали 08, 10, 15, 20, 25 (ГОСТ 1050—74*) применяют для изготовления неответственных элементов. Для металлоконструкций кранов большой грузоподъемности, а также кранов северного исполнения применяются низколегированные стали (10ХСНД, 15ХСНД, 10ХГСНД, 10Г2СД, 14ХГС и др.), имеющие по сравнению со сталью СтЗ более высокие механические свойства, повышенную стойкость против атмосферной коррозии и меньшую хладноломкость. Применение низколегированных сталей приводит к уменьшению массы металлоконструкций примерно на 15 %.

Низколегированные стали, выплавляемые в мартеновских и электрических печах, поставляются одновременно по механическим свойствам и химическому составу. Основными недостатками низколегированных сталей являются большая чувствительность к концентрации напряжений и высокая стоимость (на 19—50 % больше стоимости стали СтЗ).

Применение комплексного легирования и термического упрочнения сталей дает возможность также снизить массу металлоконструкции благодаря увеличению прочности сталей. Так, комплексно-легированная сталь 15ХГ2СФМР, которая помимо обычных легирующих веществ содержит молибден (М) и бор (Р), имеет временное сопротивление 850—981 МПа (85—100 кгс/мм2).

Термическому упрочнению успешно подвергают малоуглеродистые стали СтЗ, низколегированные и др. В результате термического упрочнения механические свойства малоуглеродистых сталей повышаются до 25%, а у низколегированных сталей — до 50%.

Большие перспективы также открываются перед алюминиевыми и титановыми сплавами. Главные достоинства титановых сплавов ВТЗ-1, ВТ5-1, ВТ6, ОТ4, ВТ8 и др. заключаются в сочетании высоких механических свойств (ов = 700 … 1250 МПа) и коррозионной стойкости с малой плотностью (4,52 г/см3) и малым коэффициентом линейного расширения. Они достаточно пластичны, поддаются обработке давлением без нагрева, обладают сравнительно хорошей свариваемостью и пригодны для изготовления изделий, работающих при температурах от —190 до +500 °C.

Несмотря на то, что механические свойства алюминиевых сплавов значительно ниже (ов = 320 … 380 МПа и Е = 7 ГПа), чем у стали СтЗ, тем не менее, имея малую плотность (2,7 г/см3), обладая достаточно высокой пластичностью при повышенных температурах и высокими механическими свойствами при отрицательных температурах без изменения ударной вязкости и высокой коррозионной стойкостью, их успешно начинают применять для крановых металлоконструкций. Примером их применения может служить 5-тонный мостовой электрический кран (пролет 9 м) с металлоконструкцией моста из алюминиевых сплавов, спроектированный и изготовленный во ВНИИПТмаше.

Переход от стали к алюминиевым сплавам позволяет снизить массу мостовых кранов примерно на 50—70 %; увеличить их грузоподъемность без увеличения давления ходовых колес на подкрановый путь; облегчить поддерживающие строительные конструкции; уменьшить расход энергии и сократить эксплуатационные затраты, связанные с окраской конструкции и их ремонтом. Применение алюминиевых сплавов весьма эффективно и в стреловых конструкциях. Стрелы кранов и экскаваторов, изготовленные из алюминиевых сплавов, легче стальных на 50 % при неизменном вылете, а при равной массе и устойчивости машин возможно увеличение вылета стрелы на 15—20 % или их грузоподъемности на 20—25 %.

Применение стрелы из алюминиевых сплавов в башенных кранах снижает их массу в 1,5—1,7 раза по сравнению со стальными.

Для различных крановых металлоконструкций могут быть применены алюминиевые сплавы: АМгМ, АД31Т для малонапряженных конструкций; АМг5М, АМгбМ, АДЗЗТ1 для средненапряженных конструкций и АМг61М, В95Т, АД35Т1 для сильнонапряженных конструкций.

Причины, сдерживающие внедрение алюминиевых сплавов взамен стали:
а) большая стоимость алюминиевых сплавов по сравнению со сталью СтЗ. Так, стоимость опытного 5-тонного мостового крана оказалась в 4,95 раза больше стоимости крана, изготовленного из стали СтЗ;
б) необходимость изготовлять металлические конструкции из алюминиевых сплавов на отдельных участках или цехах, так как данное производство требует соблюдения особых требований и более высокой культуры труда, чем изготовление стальных металлоконструкций. Вследствие высокой чувствительности алюминиевых сплавов к надрезам, царапинам и другим дефектам изготовление металлоконструкций из алюминиевых сплавов требует специфических мер предосторожности.

Первичными элементами, из которых изготовляют металлоконструкции, являются листовой и профильный прокат. Листовая сталь разделяется: на полосовую (ГОСТ 103—76), широкополосную (ГОСТ 82—70), тонколистовую (холоднокатаная ГОСТ 19904—74 и горячекатаная ГОСТ 19903 -74) и толстолистовую (горячекатаная ГОСТ 19903—74). Универсальную широкополосную сталь применяют в готовом виде без обрезки кромок, листовую — в готовом виде без обрезки кромок и с обрезкой кромок. С целью уменьшения отходов металла установлены заказные размеры по длине и ширине листов.

Низколегированные конструкционные стали изготовляют также в виде листового и широкополосного проката (ГОСТ 19282—73) и сортового и фасонного проката (ГОСТ 19281—73).

Сталь профильную изготовляют в виде уголков, швеллеров, тавров и др. Уголковые профили (ГОСТ 8509—72, ГОСТ 8510—72), в основном, применяют в качестве соединительных элементов и для элементов, работающих на осевое усилие. Швеллеры (ГОСТ 8240—72) применяют для элементов, работающих на осевые усилия, и в виде балок, работающих на поперечный изгиб. Двутавровые балки (ГОСТ 8239—72) применяют, как правило, для элементов, работающих на поперечный изгиб, и для колонн, работающих на осевое и внецентренно приложенное усилие. Тавры (ГОСТ 7511—73) являются удобным профилем в металлоконструкциях, так как из них можно изготовлять сварные двутавры, а, кроме того, они могут заменить сдвоенные уголки в сварных фермах.

Сталь круглую (ГОСТ 2590—71) используют для элементов связей, анкерных болтов и т. д.

Сталь квадратную (ГОСТ 2591—71) часто применяют для крановых путей.

Рифленую ромбическую сталь (ГОСТ 8568—77) применяют для настилов площадок и ступеней лестниц.

Рельсы крановые (ГОСТ 4121—76) и железнодорожные (ГОСТ 5633—51, 7173—54, 7174—75, 8161—75) используют для подкрановых путей и в качестве подтележечных рельсов. Кроме того, используют также рельсы двухголовые, тавровые и типа Р5 (ГОСТ 19240—73) для наземных и подвесных путей.