1. Carbon (C): Với sự gia tăng hàm lượng carbon trong thép, độ bền 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%, khả năng hàn của thép sẽ kém đi.Do đó, hàm lượng cacbon của thép kết cấu hợp kim thấp được sử dụng để hàn nói chung không vượt quá 0,20%.Sự gia tăng hàm lượng cacbon cũng sẽ làm giảm khả năng chống ăn mòn trong khí quyển của thép, và thép cacbon cao dễ bị ăn mòn trong không khí mở.Ngoài ra, cacbon có thể làm tăng độ giòn nguội và độ nhạy lão hóa của thép.

2. Silicon (Si): Silicon là một chất khử oxy mạnh trong quá trình luyện thép, và hàm lượng silic trong thép chết thường là 0,12% -0,37%.Nếu hàm lượng silic trong thép vượt quá 0,50%, silic được gọi là nguyên tố hợp kim.Silicon có thể cải thiện đáng kể giới hạn đàn hồi, độ bền 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 tôi và tôi luyện có thể làm tăng độ bền thêm 15-20%.Kết hợp với silicon, molypden, vonfram và crom, nó có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa, và có thể được sử dụng để sản xuất thép chịu nhiệt.Thép cacbon thấp chứa 1,0-4,0% silic, có tính từ thẩm cực cao, được dùng làm thép điện trong ngành điện.Hàm lượng silic tăng lên sẽ làm giảm khả năng hàn của thép.

3. Mangan (Mn): Mangan là một chất khử oxy và khử lưu huỳnh tốt.Nói chung, thép chứa 0,30-0,50% mangan.Khi hơn 0,70% mangan được thêm vào thép cacbon, 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 cứng và khả năng gia công nóng của thép.Thép có chứa 11-14% mangan có khả năng chống mài mòn cực cao, và thường được sử dụng trong gầu xúc, lớp lót máy nghiền bi, ... Với sự gia tăng hàm lượng mangan, khả năng chống ăn mòn của thép bị suy yếu và hiệu suất hàn bị giảm.

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

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

6. Nhôm (Al): Nhôm là chất khử oxy thường được sử dụng trong thép.Thêm một lượng nhỏ nhôm vào thép có thể tinh chỉnh kích thước hạt và cải thiện độ dai va đập;Nhôm cũng có khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn.Sự kết hợp của nhôm với crom và silicon có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bóc 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. Ôxy (O) và nitơ (N): Ôxy và nitơ là những nguyên tố có hại có thể xâm nhập từ khí lò khi nung chảy kim loại.Ôxy có thể làm cho thép nóng trở nên giòn và ảnh hưởng của nó nghiêm trọng hơn so với lưu huỳnh.Nitơ có thể tạo ra tính giòn nguội của thép tương tự như của phốt pho.Tác dụng lão hóa của nitơ có thể làm tăng độ cứng và độ bền của thép, nhưng làm giảm độ dẻo và độ dẻo dai, đặc biệt là trong trường hợp lão hóa do biến dạng.

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