1. คาร์บอน (C): เมื่อปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของผลผลิตและความต้านทานแรงดึงจะเพิ่มขึ้น แต่ความเป็นพลาสติกและแรงกระแทกลดลง อย่างไรก็ตามเมื่อมีปริมาณคาร์บอนเกิน 0.23% ความสามารถในการเชื่อมของเหล็กจะลดลง ดังนั้นปริมาณคาร์บอนของเหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำที่ใช้เชื่อมโดยทั่วไปจึงไม่เกิน 0.20% การเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนจะช่วยลดความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศของเหล็ก และเหล็กกล้าคาร์บอนสูงนั้นง่ายต่อการสึกกร่อนในที่โล่ง นอกจากนี้คาร์บอนยังสามารถเพิ่มความเปราะเย็นและความไวต่อการเสื่อมสภาพของเหล็กได้

2. ซิลิคอน (Si): ซิลิคอนเป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์อย่างแรงในกระบวนการผลิตเหล็ก และปริมาณซิลิคอนในเหล็กที่ถูกฆ่าโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.12%-0.37% หากปริมาณซิลิคอนในเหล็กเกิน 0.50% ซิลิคอนจะเรียกว่าธาตุผสม ซิลิคอนสามารถปรับปรุงขีดจำกัดความยืดหยุ่น ความแข็งแรงของผลผลิต และความต้านทานแรงดึงของเหล็กได้อย่างมาก และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเหล็กสปริง การเติมซิลิคอน 1.0-1.2% ลงในเหล็กโครงสร้างชุบแข็งและอบคืนตัวจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงได้ 15-20% เมื่อใช้ร่วมกับซิลิคอน โมลิบดีนัม ทังสเตน และโครเมียม ก็สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน และสามารถใช้ในการผลิตเหล็กทนความร้อนได้ เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีซิลิคอน 1.0-4.0% ที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงมาก ถูกนำมาใช้เป็นเหล็กไฟฟ้าในอุตสาหกรรมไฟฟ้า การเพิ่มขึ้นของปริมาณซิลิกอนจะลดความสามารถในการเชื่อมของเหล็ก

3. แมงกานีส (Mn): แมงกานีสเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และซัลเฟอร์ไรเซอร์ที่ดี โดยทั่วไปเหล็กจะมีแมงกานีส 0.30-0.50% เมื่อเติมแมงกานีสมากกว่า 0.70% ลงในเหล็กกล้าคาร์บอน จะเรียกว่า "เหล็กแมงกานีส" เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กธรรมดา ไม่เพียงแต่มีความเหนียวเพียงพอ แต่ยังมีความแข็งแรงและความแข็งสูงกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งและความสามารถในการทำงานร้อนของเหล็ก เหล็กที่มีแมงกานีส 11-14% มีความต้านทานการสึกหรอสูงมาก และมักใช้ในถังขุด ซับโรงสีลูกกลม ฯลฯ ด้วยปริมาณแมงกานีสที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กจะลดลงและประสิทธิภาพการเชื่อมลดลง

4. ฟอสฟอรัส (P): โดยทั่วไปฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายในเหล็ก ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก แต่ลดความเป็นพลาสติกและความเหนียวของเหล็ก เพิ่มความเปราะเย็นของเหล็ก และทำให้ประสิทธิภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพการดัดงอเย็นลดลง . ดังนั้นจึงมักกำหนดให้ปริมาณฟอสฟอรัสในเหล็กน้อยกว่า 0.045% และความต้องการของเหล็กคุณภาพสูงก็ต่ำกว่า

5. ซัลเฟอร์ (S): ซัลเฟอร์ยังเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายภายใต้สถานการณ์ปกติ ทำให้เหล็กเปราะร้อน ลดความเหนียวและความเหนียวของเหล็ก และทำให้เกิดรอยแตกระหว่างการตีและรีด ซัลเฟอร์ยังเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพการเชื่อมและลดความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้นปริมาณกำมะถันจึงมักจะน้อยกว่า 0.055% และปริมาณของเหล็กคุณภาพสูงจะน้อยกว่า 0.040% การเติมซัลเฟอร์ 0.08-0.20% ลงในเหล็กสามารถปรับปรุงการใช้เครื่องจักรไม่ได้ ซึ่งมักเรียกว่าเหล็กตัดอิสระ

6. อลูมิเนียม (Al): อลูมิเนียมเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่ใช้กันทั่วไปในเหล็ก การเพิ่มอะลูมิเนียมจำนวนเล็กน้อยลงในเหล็กสามารถปรับขนาดเกรนและปรับปรุงความทนทานต่อแรงกระแทกได้ อลูมิเนียมยังมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อน การรวมกันของอลูมิเนียมกับโครเมียมและซิลิคอนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการลอกที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญ ข้อเสียของอะลูมิเนียมคือส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานที่ร้อน ประสิทธิภาพการเชื่อม และประสิทธิภาพการตัดเหล็ก

7. ออกซิเจน (O) และไนโตรเจน (N): ออกซิเจนและไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบอันตรายที่สามารถเข้ามาจากแก๊สเตาหลอมได้เมื่อโลหะละลาย ออกซิเจนสามารถทำให้เหล็กเปราะร้อนได้ และผลของมันจะรุนแรงกว่าซัลเฟอร์ ไนโตรเจนสามารถทำให้เหล็กเปราะเย็นได้คล้ายกับฟอสฟอรัส ผลการเสื่อมสภาพของไนโตรเจนสามารถเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของเหล็กได้ แต่ลดความเหนียวและความเหนียวลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการเสื่อมสภาพตามอายุ

8. ไนโอเบียม (Nb), วาเนเดียม (V) และไทเทเนียม (Ti): ไนโอเบียม วาเนเดียม และไทเทเนียมล้วนเป็นองค์ประกอบในการกลั่นเมล็ดพืช การเพิ่มองค์ประกอบเหล่านี้อย่างเหมาะสมสามารถปรับปรุงโครงสร้างเหล็ก ปรับแต่งลายไม้ และปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็กได้อย่างมาก