1. Carbon (C): Khi hàm lượng carbon trong thép tăng lên, cường độ chảy và độ bền kéo tăng lên, nhưng độ dẻo và độ bền va đập giảm;Tuy nhiên, khi hàm lượng cacbon vượt quá 0,23% thì khả năng hàn của thép sẽ kém đi.Vì vậy, hàm lượng cacbon của thép kết cấu hợp kim thấp dùng để hàn thường không vượt quá 0,20%.Hàm lượng cacbon tăng lên cũng sẽ làm giảm khả năng chống ăn mòn trong khí quyển của thép, thép cacbon cao dễ bị ăn mòn ngoài trời.Ngoài ra, carbon có thể làm tăng độ giòn lạnh và độ nhạy lão hóa của thép.

2. Silicon (Si): Silicon là chất khử oxy mạnh trong quá trình sản xuất thép và hàm lượng silicon trong thép khử thường là 0,12% -0,37%.Nếu hàm lượng silicon trong thép vượt quá 0,50% thì silicon được gọi là nguyên tố hợp kim.Silicon có thể cải thiện đáng kể giới hạn đàn hồi, cường độ chảy và độ bền kéo của thép và được sử dụng rộng rãi làm thép lò xo.Thêm 1,0-1,2% silicon vào thép kết cấu đã được tôi và tôi luyện có thể tăng cường độ lên 15-20%.Kết hợp với silicon, molypden, vonfram và crom, nó có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa, đồng thời có thể được sử dụng để sản xuất thép chịu nhiệt.Thép carbon thấp chứa 1,0-4,0% silicon, có khả năng thấm từ cực cao, được dùng làm thép điện trong ngành điện.Hàm lượng silic tăng sẽ làm giảm khả năng hàn của thép.

3. Mangan (Mn): Mangan là chất khử oxy và khử lưu huỳnh tốt.Thông thường, thép chứa 0,30-0,50% mangan.Khi hơn 0,70% mangan được thêm vào thép carbon, nó được gọi là "thép mangan".So với thép thông thường, nó không chỉ có đủ độ dẻo dai mà còn có độ bền và độ cứng cao hơn, giúp cải thiện khả năng đông cứng và khả năng gia công nóng của thép.Thép chứa 11-14% mangan có khả năng chống mài mòn cực cao và thường được sử dụng trong gầu máy xúc, máy nghiền bi, v.v. Khi hàm lượng mangan tăng lên, khả năng chống ăn mòn của thép bị suy yếu và hiệu suất hàn giảm.

4. Phốt pho (P): Nói chung, phốt pho là nguyên tố có hại trong thép, giúp cải thiện độ bền của thép nhưng làm giảm độ dẻo và độ bền của thép, làm tăng độ giòn lạnh của thép và làm giảm hiệu suất hàn và uốn nguội .Vì vậy, người ta thường yêu cầu hàm lượng phốt pho trong thép nhỏ hơn 0,045% và yêu cầu về thép chất lượng cao thấp hơn.

5. Lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh cũng là một nguyên tố có hại trong điều kiện bình thường.Làm cho thép bị nóng giòn, giảm độ dẻo, dai của thép và gây ra các vết nứt trong quá trình rèn và cán.Lưu huỳnh cũng gây bất lợi cho hiệu suất hàn và làm giảm khả năng chống ăn mòn.Do đó, hàm lượng lưu huỳnh thường nhỏ hơn 0,055% và thép chất lượng cao nhỏ hơn 0,040%.Thêm 0,08-0,20% lưu huỳnh vào thép có thể cải thiện khả năng không có máy móc, thường được gọi là thép cắt tự do.

6. Nhôm (Al): Nhôm là chất khử oxy được sử dụng phổ biến trong thép.Thêm một lượng nhỏ nhôm vào thép có thể tinh chỉnh kích thước hạt và cải thiện độ bền va đập;Nhôm cũng có khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn.Sự kết hợp giữa nhôm với crom và silicon có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bong tróc ở nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao của thép.Nhược điểm của nhôm là ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc nóng, hiệu suất hàn và hiệu suất cắt của thép.

7. Oxy (O) và nitơ (N): Oxy và nitơ là những nguyên tố có hại có thể xâm nhập từ khí lò khi kim loại nóng chảy.Oxy có thể làm cho thép trở nên giòn nóng và ảnh hưởng của nó nghiêm trọng hơn so với lưu huỳnh.Nitơ có thể làm cho thép có độ giòn lạnh tương tự như phốt pho.Hiệu ứng lão hóa của nitơ có thể làm tăng độ cứng và độ bền của thép, nhưng làm giảm độ dẻo và độ bền, đặc biệt trong trường hợp lão hóa biến dạng.

8. Niobium (Nb), vanadi (V) và titan (Ti): Niobium, vanadi và titan đều là những nguyên tố tinh chế ngũ cốc.Việc bổ sung các yếu tố này một cách thích hợp có thể cải thiện kết cấu thép, tinh chỉnh thớ và cải thiện đáng kể độ bền và độ dẻo dai của thép.