1. Węgiel (C): Wraz ze wzrostem zawartości węgla w stali zwiększa się granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie, ale maleje plastyczność i udarność;Jednak gdy zawartość węgla przekracza 0,23% spawalność stali pogarsza się.Dlatego zawartość węgla w niskostopowej stali konstrukcyjnej stosowanej do spawania na ogół nie przekracza 0,20%.Wzrost zawartości węgla zmniejszy również odporność stali na korozję atmosferyczną, a stal wysokowęglowa łatwo koroduje na wolnym powietrzu.Ponadto węgiel może zwiększać kruchość na zimno i podatność stali na starzenie.

2. Krzem (Si): Krzem jest silnym odtleniaczem w procesie wytwarzania stali, a zawartość krzemu w uspokojonej stali wynosi na ogół 0,12%-0,37%.Jeśli zawartość krzemu w stali przekracza 0,50%, krzem nazywany jest pierwiastkiem stopowym.Krzem może znacznie poprawić granicę sprężystości, granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie stali i jest szeroko stosowany jako stal sprężynowa.Dodanie 1,0-1,2% krzemu do hartowanej i odpuszczanej stali konstrukcyjnej może zwiększyć wytrzymałość o 15-20%.W połączeniu z krzemem, molibdenem, wolframem i chromem może poprawić odporność na korozję i utlenianie oraz może być stosowany do produkcji stali żaroodpornej.Stal niskowęglowa zawierająca 1,0-4,0% krzemu, o wyjątkowo wysokiej przenikalności magnetycznej, stosowana jest jako stal elektrotechniczna w przemyśle elektrycznym.Wzrost zawartości krzemu zmniejszy spawalność stali.

3. Mangan (Mn): Mangan jest dobrym środkiem odtleniającym i odsiarczającym.Generalnie stal zawiera 0,30-0,50% manganu.Gdy do stali węglowej dodaje się więcej niż 0,70% manganu, nazywa się to „stalą manganową”.W porównaniu ze zwykłą stalą ma nie tylko wystarczającą wytrzymałość, ale także wyższą wytrzymałość i twardość, co poprawia hartowność i podatność stali na obróbkę na gorąco.Stal zawierająca 11-14% manganu ma wyjątkowo wysoką odporność na zużycie i jest często stosowana w łyżkach koparek, wykładzinach młynów kulowych itp. Wraz ze wzrostem zawartości manganu odporność na korozję stali ulega osłabieniu i spada wydajność spawania.

4. Fosfor (P): Ogólnie rzecz biorąc, fosfor jest szkodliwym pierwiastkiem w stali, który poprawia wytrzymałość stali, ale zmniejsza plastyczność i twardość stali, zwiększa kruchość stali na zimno oraz pogarsza wydajność spawania i gięcia na zimno .Dlatego zwykle wymaga się, aby zawartość fosforu w stali była mniejsza niż 0,045%, a wymagania dotyczące stali wysokiej jakości były niższe.

5. Siarka (S): Siarka jest również w normalnych warunkach szkodliwym pierwiastkiem.Sprawiają, że stal staje się kruche na gorąco, zmniejsza plastyczność i wytrzymałość stali oraz powoduje pęknięcia podczas kucia i walcowania.Siarka ma również negatywny wpływ na wydajność spawania i zmniejsza odporność na korozję.Dlatego zawartość siarki jest zwykle mniejsza niż 0,055%, a stali wysokiej jakości jest mniejsza niż 0,040%.Dodanie 0,08-0,20% siarki do stali może poprawić skrawalność, która jest zwykle nazywana stalą automatową.

6. Aluminium (Al): Aluminium jest powszechnie stosowanym odtleniaczem w stali.Dodanie niewielkiej ilości aluminium do stali może poprawić wielkość ziarna i poprawić udarność;Aluminium ma również odporność na utlenianie i korozję.Połączenie aluminium z chromem i krzemem może znacznie poprawić wydajność łuszczenia w wysokiej temperaturze i odporność stali na korozję w wysokiej temperaturze.Wadą aluminium jest to, że wpływa na wydajność obróbki na gorąco, wydajność spawania i wydajność cięcia stali.

7. Tlen (O) i azot (N): Tlen i azot to szkodliwe pierwiastki, które mogą przedostać się z gazu piecowego podczas topienia metalu.Tlen może powodować kruchość stali na gorąco, a jego działanie jest silniejsze niż działanie siarki.Azot może sprawić, że kruchość stali na zimno będzie podobna do kruchości fosforu.Efekt starzenia azotu może zwiększyć twardość i wytrzymałość stali, ale zmniejszyć ciągliwość i wiązkość, zwłaszcza w przypadku starzenia odkształceniowego.

8. Niob (Nb), wanad (V) i tytan (Ti): Niob, wanad i tytan to pierwiastki rozdrabniające ziarno.Odpowiednie dodanie tych pierwiastków może poprawić strukturę stali, udoskonalić ziarno oraz znacznie poprawić wytrzymałość i wiązkość stali.