钢材的主要化学成分外，钢还包含少量的碳（C），硅（Si），锰（Mn），磷（P），硫（S），氧（0），氮（N ），钛（Ti），钒（V）和其他元素，尽管这些元素的含量很少，但它们对钢的性能影响很大。
碳是决定钢性能的重要元素。 它会影响钢的机械性能，例如强度，可塑性和韧性。 当钢中的碳含量低于0.8％时，随着碳含量的增加，钢的强度和硬度增加，而可塑性和韧性降低；当碳含量低于0.8％时，钢的强度和硬度增加。 但是当碳含量大于1.0％时，随着碳含量的增加，钢的强度会下降。 通用工程用碳钢为低碳钢，即碳含量小于0.25％，工程用低合金钢小于0.52％。
钢中的有益元素包括锰，硅，钒，钛等，可以通过控制混合量将其熔炼成低合金钢。 钢中的主要有害元素是硫，磷和氧，应特别注意控制其含量。 磷是钢中有害的元素之一，主要溶解在铁素体中进行强化。 随着磷含量的增加，钢的强度和硬度增加，可塑性和韧性显着下降。 特别地，温度越低，对塑性和韧性的影响越大，从而显着增加钢的冷脆性。 磷也会显着降低钢的可焊性，但是磷可以改善钢的耐磨性和耐蚀性。 硫也是非常有害的元素。 它作为非金属硫化物夹杂物存在于钢中，会降低钢的各种机械性能。
由于硫化物的熔点低，在钢的热加工过程中晶粒分离，导致钢破裂，热脆性的形成称为热脆性。 硫会降低钢的可焊性，冲击韧性，抗疲劳性和耐腐蚀性。 氧是钢中的有害元素，主要是在非金属夹杂物中，并且少量的氧在铁素体中熔化。 非金属夹杂物会降低钢的机械性能，特别是韧性。 氧气具有促进衰老趋势的作用。 由氧化物引起的低熔点也使钢的可焊接性变差。
