۱. کربن (C): با افزایش میزان کربن در فولاد، استحکام تسلیم و استحکام کششی افزایش می‌یابد، اما پلاستیسیته و استحکام ضربه کاهش می‌یابد. با این حال، هنگامی که میزان کربن از ۰.۲۳٪ بیشتر شود، قابلیت جوشکاری فولاد کاهش می‌یابد. بنابراین، میزان کربن فولاد سازه‌ای کم آلیاژ مورد استفاده برای جوشکاری عموماً از ۰.۲۰٪ بیشتر نمی‌شود. افزایش میزان کربن همچنین مقاومت خوردگی جوی فولاد را کاهش می‌دهد و فولاد پرکربن به راحتی در هوای آزاد دچار خوردگی می‌شود. علاوه بر این، کربن می‌تواند شکنندگی سرد و حساسیت به پیری فولاد را افزایش دهد.

۲. سیلیکون (Si): سیلیکون یک اکسیدزدای قوی در فرآیند ساخت فولاد است و میزان سیلیکون در فولاد آرام‌شده عموماً ۰.۱۲٪ تا ۰.۳۷٪ است. اگر میزان سیلیکون در فولاد از ۰.۵۰٪ بیشتر شود، سیلیکون عنصر آلیاژی نامیده می‌شود. سیلیکون می‌تواند حد الاستیک، استحکام تسلیم و استحکام کششی فولاد را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و به طور گسترده به عنوان فولاد فنر استفاده می‌شود. افزودن ۱.۰ تا ۱.۲٪ سیلیکون به فولاد سازه‌ای کوئنچ و تمپر شده می‌تواند استحکام را ۱۵ تا ۲۰٪ افزایش دهد. در ترکیب با سیلیکون، مولیبدن، تنگستن و کروم، می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود بخشد و می‌تواند برای تولید فولاد مقاوم در برابر حرارت استفاده شود. فولاد کم کربن حاوی ۱.۰ تا ۴.۰٪ سیلیکون، با نفوذپذیری مغناطیسی بسیار بالا، به عنوان فولاد الکتریکی در صنعت برق استفاده می‌شود. افزایش میزان سیلیکون، قابلیت جوشکاری فولاد را کاهش می‌دهد.

۳. منگنز (Mn): منگنز یک اکسیدزدا و گوگردزدای خوب است. به طور کلی، فولاد حاوی ۰.۳۰ تا ۰.۵۰ درصد منگنز است. وقتی بیش از ۰.۷۰ درصد منگنز به فولاد کربنی اضافه شود، به آن "فولاد منگنزی" می‌گویند. در مقایسه با فولاد معمولی، نه تنها چقرمگی کافی دارد، بلکه استحکام و سختی بالاتری نیز دارد که باعث بهبود قابلیت سخت شدن و قابلیت کار گرم فولاد می‌شود. فولادی که حاوی ۱۱ تا ۱۴ درصد منگنز باشد، مقاومت سایشی بسیار بالایی دارد و اغلب در سطل بیل مکانیکی، آستر آسیاب گلوله‌ای و غیره استفاده می‌شود. با افزایش محتوای منگنز، مقاومت خوردگی فولاد ضعیف شده و عملکرد جوشکاری کاهش می‌یابد.

۴. فسفر (P): به طور کلی، فسفر یک عنصر مضر در فولاد است که استحکام فولاد را بهبود می‌بخشد، اما انعطاف‌پذیری و چقرمگی فولاد را کاهش می‌دهد، شکنندگی سرد فولاد را افزایش می‌دهد و عملکرد جوشکاری و خمش سرد را بدتر می‌کند. بنابراین، معمولاً لازم است که میزان فسفر در فولاد کمتر از ۰.۰۴۵٪ باشد و نیاز به فولاد با کیفیت بالا کمتر است.

۵. گوگرد (S): گوگرد نیز در شرایط عادی عنصری مضر است. باعث شکنندگی فولاد در اثر حرارت، کاهش شکل‌پذیری و چقرمگی فولاد و ایجاد ترک در حین آهنگری و نورد می‌شود. گوگرد همچنین برای عملکرد جوشکاری مضر است و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می‌دهد. بنابراین، میزان گوگرد معمولاً کمتر از ۰.۰۵۵٪ و میزان گوگرد در فولاد با کیفیت بالا کمتر از ۰.۰۴۰٪ است. افزودن ۰.۰۸ تا ۰.۲۰٪ گوگرد به فولاد می‌تواند قابلیت ماشینکاری آن را بهبود بخشد، که معمولاً فولاد برش آزاد نامیده می‌شود.

۶. آلومینیوم (Al): آلومینیوم یک اکسیدزدای رایج در فولاد است. افزودن مقدار کمی آلومینیوم به فولاد می‌تواند اندازه دانه را اصلاح کرده و چقرمگی ضربه را بهبود بخشد. آلومینیوم همچنین دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی است. ترکیب آلومینیوم با کروم و سیلیکون می‌تواند عملکرد لایه برداری در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. عیب آلومینیوم این است که بر عملکرد کار گرم، عملکرد جوشکاری و عملکرد برش فولاد تأثیر می‌گذارد.

۷. اکسیژن (O) و نیتروژن (N): اکسیژن و نیتروژن عناصر مضری هستند که می‌توانند هنگام ذوب فلز از گاز کوره وارد شوند. اکسیژن می‌تواند فولاد را در حالت داغ شکننده کند و اثر آن شدیدتر از گوگرد است. نیتروژن می‌تواند شکنندگی سرد فولاد را مشابه فسفر کند. اثر پیرسازی نیتروژن می‌تواند سختی و استحکام فولاد را افزایش دهد، اما شکل‌پذیری و چقرمگی را کاهش دهد، به خصوص در مورد پیرسازی تغییر شکل.

۸. نیوبیوم (Nb)، وانادیوم (V) و تیتانیوم (Ti): نیوبیوم، وانادیوم و تیتانیوم همگی عناصر ریزکننده دانه هستند. افزودن مناسب این عناصر می‌تواند ساختار فولاد را بهبود بخشد، دانه‌ها را ریز کند و استحکام و چقرمگی فولاد را به طور قابل توجهی افزایش دهد.