含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，钢材中除铁(Fe)和碳(C)等化学成分，还含有少量的硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、铌(Nb)、钛(Ti)、钒(V)等元素，这些元素虽然含量少，但对钢材的性能有很大的影响。常见化学元素对钢材性能影响如下：
（图） 转炉出钢
1. 碳(C): 钢中碳含量增加，屈服强度和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低；但含碳量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。含碳量增加还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天环境高碳钢极易腐蚀，此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2. 硅(Si): 硅是炼钢过程中的强脱氧剂，镇静钢中硅的含量一般为0.12%-0.37%。如果钢中含硅量超过0.50%，硅就称为合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服强度和抗拉强度，广泛用于做弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅，强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1.0-4.0%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做电工钢。硅含量增加，会降低钢的焊接性能。
3. 锰(Mn): 锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳钢中加入0.70%以上的锰时称为“锰钢”，较一般含量的钢不但有足够的韧性，且具有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。含锰11-14%的钢具有极高的耐磨性，常用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰含量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4. 磷(P): 一般情况下，磷是钢中的有害元素，提高钢的强度，但使钢的塑性、韧性降低，增加钢的冷脆性，使焊接性能变差，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5. 硫(S)：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
