鋼鐵中主要含有：碳、硅、硫、磷、鐵（主要元素），以及其他改變鋼鐵性能的元素，如：鉻、錳、鎳等，加入這些元素可以形成如：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、易切結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼等優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。

碳(C)

鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%超過(guò)時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過(guò) 0.20%。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。

硫(S)

提高硫和錳的含量，可以改善鋼的被切削性能，在易切削鋼中，硫作為有益元素加入。硫在鋼中偏析嚴(yán)重。惡化鋼的質(zhì)量，在高溫下，降低鋼的塑性，是一種有害元素，它以熔點(diǎn)較低的FeS形式存在。

單獨(dú)存在的FeS的熔點(diǎn)只有1190℃，而在鋼中與鐵形成共晶體的共晶溫度更低，只有988℃，當(dāng)鋼凝固時(shí)，硫化鐵析集在原生晶界處。鋼1100～1200℃進(jìn)行軋制時(shí)，晶界上的FeS就將熔化，大大的削弱了晶粒之間的結(jié)合力，導(dǎo)致鋼的熱脆現(xiàn)象，因此對(duì)硫應(yīng)嚴(yán)加控制。一般控制在0.020%～0.050%。

為防止因硫?qū)е碌拇嘈?，?yīng)加足夠的錳，使其形成熔點(diǎn)較高的MnS。若鋼中含流量偏高，焊接時(shí)由于SO2的產(chǎn)生，將在焊接金屬內(nèi)形成氣孔和疏松。

硅(Si)

硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度，其作用僅次于磷，較錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等元素強(qiáng)。但含硅量超過(guò)3%時(shí)，將顯著降低鋼的塑性和韌性。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服比(σs/σb)，以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比(σ-1/σb)等。這是硅或硅錳鋼可作為彈簧鋼種的緣故。

硅能降低鋼的密度、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率。能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。有減小晶體的各向異性?xún)A向，使磁化容易，磁阻減小，可用來(lái)生產(chǎn)電工用鋼，所以硅鋼片的磁阻滯損耗較低。硅能提高鐵素體的導(dǎo)磁率，使鋼片在較弱磁場(chǎng)下有較高的磁感強(qiáng)度。

但在強(qiáng)磁場(chǎng)下硅降低鋼的磁感強(qiáng)度。硅因有強(qiáng)的脫氧力，從而減少了鐵的磁時(shí)效作用。

含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí)，表面將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性。

硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長(zhǎng)，降低塑性。硅鋼若加熱時(shí)冷卻較快，由于熱導(dǎo)率低，鋼的內(nèi)部和外部溫差較大，因而斷裂。

硅能降低鋼的焊接性能。因?yàn)榕c氧的結(jié)合能力硅比鐵強(qiáng)，在焊接時(shí)容易生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽，增加熔渣和融化金屬的流動(dòng)性，引起噴濺現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時(shí)酌情加一定量的硅，能顯著提高率的脫氧性。硅在鋼中本來(lái)就有一定的殘存，這是由于煉鐵煉鋼時(shí)作為原料帶入的。

在沸騰鋼中，硅限制在<0.07%，有意加入時(shí)，則在煉鋼時(shí)加入硅鐵合金。

磷(P)

磷在鋼中固溶強(qiáng)化和冷作硬化作用強(qiáng)。作為合金元素加入低合金結(jié)構(gòu)鋼中，能提高其強(qiáng)度和鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能。

磷與硫和錳聯(lián)合使用，能增加鋼的被切削性能，增加加工件的表面質(zhì)量，用于易切削鋼，所以易切削鋼含磷也比較高。磷用于鐵素體，雖然能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，最大的害處是，偏析嚴(yán)重，增加回火脆性，顯著增加鋼的塑性和韌性，致使鋼在冷加工時(shí)容易脆裂也即所謂“冷脆”現(xiàn)象。磷對(duì)焊接性也有不利影響。

磷是有害元素，應(yīng)嚴(yán)加控制，一般含量不大于0.03%～0.04%。