冶炼后存在于钢内的合金元素（包括特意加入的元素）和杂质，对钢材性能都有显著影响。
（1）碳 （C）。
碳是普通碳素钢中的重要元素，通常以固溶体、化合物（Fe3C）及机械混合物等形式存在。它对钢的机械性能的影响如图6.10所示。
图6.10 含碳量对热轧碳素钢性质的影响
由图6.10可见，随着含C量的增加，钢的伸长率、断面收缩率和冲击韧性逐渐下降，但硬度增大，抗拉强度则在含C量小于0.8%时随着含C量增加而逐渐提高，含C量大于1.0%时则逐渐下降。
此外，C含量增加，将使钢的冷弯性能、焊接性能和抗腐蚀性能下降。
（2）硅 （Si）。
在钢冶炼过程中，为了脱氧、减少钢内气泡而加入硅铁，脱氧后多余的Si存留了下来。在一般碳素钢中，Si的含量不大于0.35%；在合金钢中，有时多加入一定量的Si，以改善其机械性能。Si在钢内固溶于α-Fe内，形成含硅铁素体，使钢的硬度和强度提高，当含量超过1.0%时，钢的塑性和冲击韧性显著降低，冷脆性增加，焊接性能变差。
（3）锰 （Mn）。(www.xing528.com)
在炼钢过程中，锰可形成MnO及MnS，成为钢渣而排出，故Mn起着脱氧去硫作用，能消除钢的热脆性，改善热加工性。过剩的Mn固溶于钢内，形成含Mn的合金铁素体和合金渗碳体，能提高钢的屈服强度和抗拉强度。Mn的有害作用是使钢的伸长率略有下降，当锰的含量较高时，还会显著降低可焊性。在普通碳素钢中，Mn的含量在0.50%～1.50%以下，在低合金钢中含量在1.70%～2.00%以下。含Mn量高达11%～14%的钢，称为高锰钢，具有很高的耐磨性，可用来制造铁路道岔、坦克履带及挖掘机铲齿等构件。
（4）磷 （P）。
磷能固溶于铁素体中，使钢的屈服点和抗拉强度提高，但塑性降低、韧性显著下降。磷的存在会带来钢的冷脆性 （韧性随温度下降而急剧恶化的现象），这对于承受冲击荷载或低温下使用的钢材是有害的。含磷还能使钢的冷弯性能急剧下降，可焊性变坏。故钢材对磷的含量给予严格限制，普通碳素钢中磷的含量最多不得超过0.045%。但磷在钢中能提高钢材在大气作用下的耐腐蚀性，冶炼某些耐候钢时可加入较多的磷。如焊接结构耐候钢中最多不超过0.030%，高耐候结构钢中含磷量可达0.07%～0.15%。
（5）硫 （S）。
硫在钢内以FeS形式存在于晶界上。由于FeS的熔点低，使钢材在热加工过程中产生晶粒的分离，引起钢的断裂，即所谓热脆现象。硫的存在也降低了钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性和抗腐蚀性。硫为钢的有害成分，故其含量受严格控制，在普通碳素钢中最高含量不得大于0.05%。
（6）氧 （O）。
氧在钢中多以氧化物形式存在，使钢材强度下降，热脆性增加，冷弯性能变坏，并使钢的热加工性能和焊接性能下降，氧有促进时效倾向的作用。氧也是钢中的有害杂质。
（7）氮 （N）。
氮在钢中虽有部分溶于铁素体，可提高钢的屈服点、抗拉强度和硬度，但会使钢材的塑性和冲击韧性显著下降，也会增大冷脆性、热脆性和时效敏感性，并使钢的焊接性能和冷弯性能变坏，因此，应尽量减少钢中氮的含量。
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