1. 炭素 (C): 鋼中の炭素含有量が増加すると、降伏強さと引張強さは増加しますが、可塑性と衝撃強さは減少します。しかし、炭素含有量が0.23％を超えると、鋼の溶接性が劣化する。したがって、溶接に使用される低合金構造用鋼の炭素含有量は一般に 0.20% を超えません。炭素含有量の増加は鋼の大気耐食性も低下させ、高炭素鋼は大気中で腐食しやすくなります。さらに、炭素は鋼の冷間脆性と老化感受性を高める可能性があります。

2. シリコン (Si): シリコンは製鋼プロセスにおける強力な脱酸剤であり、キルド鋼中のシリコンの含有量は一般に 0.12% ～ 0.37% です。鋼中のシリコン含有量が0.50％を超える場合、シリコンは合金元素と呼ばれます。シリコンは鋼の弾性限界、降伏強度、引張強度を大幅に向上させることができ、ばね鋼として広く使用されています。焼入れおよび焼き戻しされた構造用鋼に 1.0 ～ 1.2% のシリコンを添加すると、強度が 15 ～ 20% 増加します。シリコン、モリブデン、タングステン、クロムと組み合わせることで耐食性、耐酸化性が向上し、耐熱鋼の製造に使用されます。シリコンを1.0～4.0％含む低炭素鋼は、極めて高い透磁率を持ち、電気産業の電磁鋼として使用されています。シリコン含有量が増加すると、鋼の溶接性が低下します。

3. マンガン (Mn): マンガンは優れた脱酸剤および脱硫剤です。一般に、鋼には 0.30 ～ 0.50% のマンガンが含まれています。炭素鋼にマンガンを0.70％以上添加したものをマンガン鋼と呼びます。普通鋼と比較して十分な靭性を有するだけでなく、強度と硬度が高く、鋼の焼き入れ性と熱間加工性が向上します。マンガンを11～14％含む鋼は耐摩耗性が非常に高く、掘削機のバケットやボールミルライナーなどによく使用されます。マンガンの含有量が多くなると、鋼の耐食性が低下し、溶接性が低下します。

4. リン（P）：一般的に、リンは鋼中の有害な元素であり、鋼の強度を向上させますが、鋼の可塑性と靭性を低下させ、鋼の冷間脆性を増加させ、溶接性能と冷間曲げ性能を劣化させます。 。したがって、通常、鋼中のリン含有量は0.045％未満であることが要求され、高品質鋼の要求は低くなります。

5. 硫黄 (S): 硫黄も通常の状況では有害な元素です。高温になった鋼は脆くなり、延性と靭性が低下し、鍛造や圧延中に亀裂が発生します。硫黄は溶接の性能にも悪影響を及ぼし、耐食性を低下させます。したがって、硫黄含有量は通常0.055%未満であり、高級鋼の硫黄含有量は0.040%未満です。鋼に 0.08 ～ 0.20% の硫黄を添加すると、被削性が向上します。これは通常快削鋼と呼ばれます。

6. アルミニウム (Al): アルミニウムは、鋼に一般的に使用される脱酸剤です。鋼に少量のアルミニウムを添加すると、結晶粒度が微細化され、衝撃靱性が向上します。アルミニウムは耐酸化性と耐腐食性もあります。アルミニウムとクロムおよびシリコンを組み合わせることで、鋼の高温剥離性能と高温耐食性を大幅に向上させることができます。アルミニウムの欠点は、鋼の熱間加工性能、溶接性能、切断性能に影響を与えることです。

7. 酸素 (O) と窒素 (N): 酸素と窒素は、金属が溶解するときに炉のガスから侵入する可能性がある有害な元素です。酸素は高温の鋼を脆くする可能性があり、その影響は硫黄の影響よりも深刻です。窒素は、鋼の冷間脆性をリンと同様にする可能性があります。窒素の時効効果により、鋼の硬度と強度は増加しますが、特に変形時効の場合、延性と靱性が低下します。

8. ニオブ (Nb)、バナジウム (V)、チタン (Ti): ニオブ、バナジウム、チタンはすべて結晶粒微細化元素です。これらの元素を適切に添加すると、鋼の組織が改善され、結晶粒が微細化し、鋼の強度と靭性が大幅に向上します。