1. Άνθρακας (C): Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στον χάλυβα, το όριο διαρροής και η αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνονται, αλλά η πλαστικότητα και η αντοχή σε κρούση μειώνονται. Ωστόσο, όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα υπερβαίνει το 0,23%, η ικανότητα συγκόλλησης του χάλυβα επιδεινώνεται. Επομένως, η περιεκτικότητα σε άνθρακα του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα που χρησιμοποιείται για συγκόλληση γενικά δεν υπερβαίνει το 0,20%. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα θα μειώσει επίσης την αντοχή του χάλυβα στην ατμοσφαιρική διάβρωση, και ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα διαβρώνεται εύκολα στον αέρα. Επιπλέον, ο άνθρακας μπορεί να αυξήσει την ευθραυστότητα του χάλυβα στο κρύο και την ευαισθησία του στη γήρανση.

2. Πυρίτιο (Si): Το πυρίτιο είναι ένα ισχυρό αποοξειδωτικό στη διαδικασία κατασκευής χάλυβα και η περιεκτικότητα σε πυρίτιο στον αδρανοποιημένο χάλυβα είναι γενικά 0,12%-0,37%. Εάν η περιεκτικότητα σε πυρίτιο στον χάλυβα υπερβαίνει το 0,50%, το πυρίτιο ονομάζεται στοιχείο κράματος. Το πυρίτιο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το όριο ελαστικότητας, το όριο διαρροής και την αντοχή σε εφελκυσμό του χάλυβα και χρησιμοποιείται ευρέως ως χάλυβας ελατηρίων. Η προσθήκη 1,0-1,2% πυριτίου στον δομικό χάλυβα που έχει υποστεί βαφή και έχει υποστεί θερμική κατεργασία μπορεί να αυξήσει την αντοχή κατά 15-20%. Σε συνδυασμό με πυρίτιο, μολυβδαίνιο, βολφράμιο και χρώμιο, μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη διάβρωση και την αντοχή στην οξείδωση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή χάλυβα ανθεκτικού στη θερμότητα. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που περιέχει 1,0-4,0% πυρίτιο, με εξαιρετικά υψηλή μαγνητική διαπερατότητα, χρησιμοποιείται ως ηλεκτρικός χάλυβας στην ηλεκτρική βιομηχανία. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε πυρίτιο θα μειώσει την ικανότητα συγκόλλησης του χάλυβα.

3. Μαγγάνιο (Mn): Το μαγγάνιο είναι ένα καλό αποξειδωτικό και αποθείωτικό. Γενικά, ο χάλυβας περιέχει 0,30-0,50% μαγγάνιο. Όταν προστίθεται περισσότερο από 0,70% μαγγάνιο στον ανθρακούχο χάλυβα, ονομάζεται "μαγγανιούχος χάλυβας". Σε σύγκριση με τον συνηθισμένο χάλυβα, όχι μόνο έχει αρκετή σκληρότητα, αλλά έχει και υψηλότερη αντοχή και σκληρότητα, γεγονός που βελτιώνει την ικανότητα σκλήρυνσης και την ικανότητα θερμής κατεργασίας του χάλυβα. Ο χάλυβας που περιέχει 11-14% μαγγάνιο έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη φθορά και χρησιμοποιείται συχνά σε κάδους εκσκαφέων, επενδύσεις σφαιρόμυλων κ.λπ. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, η αντοχή του χάλυβα στη διάβρωση εξασθενεί και η απόδοση συγκόλλησης μειώνεται.

4. Φώσφορος (P): Γενικά, ο φώσφορος είναι ένα επιβλαβές στοιχείο στον χάλυβα, το οποίο βελτιώνει την αντοχή του χάλυβα, αλλά μειώνει την πλαστικότητα και την ανθεκτικότητα του χάλυβα, αυξάνει την ευθραυστότητα του χάλυβα σε ψυχρή κατάσταση και επιδεινώνει την απόδοση συγκόλλησης και την απόδοση κάμψης σε ψυχρή κατάσταση. Επομένως, συνήθως απαιτείται η περιεκτικότητα σε φώσφορο στον χάλυβα να είναι μικρότερη από 0,045% και η απαίτηση για χάλυβα υψηλής ποιότητας να είναι χαμηλότερη.

5. Θείο (S): Το θείο είναι επίσης ένα επιβλαβές στοιχείο υπό κανονικές συνθήκες. Κάνει τον χάλυβα εύθραυστο εν θερμώ, μειώνει την ολκιμότητα και την ανθεκτικότητα του χάλυβα και προκαλεί ρωγμές κατά τη σφυρηλάτηση και την έλαση. Το θείο είναι επίσης επιζήμιο για την απόδοση συγκόλλησης και μειώνει την αντοχή στη διάβρωση. Επομένως, η περιεκτικότητα σε θείο είναι συνήθως μικρότερη από 0,055% και αυτή του χάλυβα υψηλής ποιότητας είναι μικρότερη από 0,040%. Η προσθήκη 0,08-0,20% θείου στον χάλυβα μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα κατεργασίας, η οποία συνήθως ονομάζεται χάλυβας ελεύθερης κοπής.

6. Αλουμίνιο (Al): Το αλουμίνιο είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο αποξειδωτικό στον χάλυβα. Η προσθήκη μικρής ποσότητας αλουμινίου στον χάλυβα μπορεί να βελτιώσει το μέγεθος των κόκκων και να βελτιώσει την αντοχή στην κρούση. Το αλουμίνιο έχει επίσης αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση. Ο συνδυασμός αλουμινίου με χρώμιο και πυρίτιο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση αποφλοίωσης σε υψηλές θερμοκρασίες και την αντοχή στη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες του χάλυβα. Το μειονέκτημα του αλουμινίου είναι ότι επηρεάζει την απόδοση θερμής κατεργασίας, την απόδοση συγκόλλησης και την απόδοση κοπής του χάλυβα.

7. Οξυγόνο (O) και άζωτο (N): Το οξυγόνο και το άζωτο είναι επιβλαβή στοιχεία που μπορούν να εισέλθουν από το αέριο του κλιβάνου όταν το μέταλλο λιώνει. Το οξυγόνο μπορεί να κάνει τον χάλυβα θερμά εύθραυστο και η επίδρασή του είναι πιο σοβαρή από αυτή του θείου. Το άζωτο μπορεί να κάνει την ψυχρή ευθραυστότητα του χάλυβα παρόμοια με αυτή του φωσφόρου. Η γήρανση του αζώτου μπορεί να αυξήσει τη σκληρότητα και την αντοχή του χάλυβα, αλλά να μειώσει την ολκιμότητα και την ανθεκτικότητα, ειδικά στην περίπτωση της παραμόρφωσης λόγω γήρανσης.

8. Νιόβιο (Nb), βανάδιο (V) και τιτάνιο (Ti): Το νιόβιο, το βανάδιο και το τιτάνιο είναι όλα στοιχεία εξευγενισμού των κόκκων. Η κατάλληλη προσθήκη αυτών των στοιχείων μπορεί να βελτιώσει τη δομή του χάλυβα, να εξευγενίσει τους κόκκους και να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή και την ανθεκτικότητα του χάλυβα.