Kohlenstoff (C)Mit steigendem Kohlenstoffgehalt im Stahl erhöhen sich Streckgrenze, Zugfestigkeit und Härte, während Plastizität und Schlagzähigkeit abnehmen. Ab einem Kohlenstoffgehalt von 0,23 % verschlechtert sich die Schweißbarkeit des Stahls. Daher sollte der Kohlenstoffgehalt niedriglegierter Baustähle, die zum Schweißen verwendet werden, in der Regel 0,20 % nicht überschreiten. Ein hoher Kohlenstoffgehalt verringert zudem die Witterungsbeständigkeit des Stahls, und hochkohlenstoffhaltiger Stahl neigt im Freilager zu Rost. Darüber hinaus kann Kohlenstoff die Kaltversprödung und die Alterungsempfindlichkeit des Stahls erhöhen.
Silizium (Si)Silizium wird im Stahlherstellungsprozess als Reduktionsmittel und Desoxidationsmittel zugesetzt, daher enthält beruhigter Stahl 0,15–0,30 % Silizium. Silizium kann die Elastizitätsgrenze, die Streckgrenze und die Zugfestigkeit von Stahl deutlich verbessern, weshalb er häufig als elastischer Stahl eingesetzt wird. Ein erhöhter Siliziumgehalt verschlechtert jedoch die Schweißbarkeit des Stahls.
Mangan (Mn)Im Stahlherstellungsprozess dient Mangan als gutes Desoxidations- und Entschwefelungsmittel. Stahl enthält üblicherweise 0,30–0,50 % Mangan. Mangan erhöht die Festigkeit und Härte von Stahl, verbessert dessen Härtbarkeit und Warmumformbarkeit, kann aber gleichzeitig die Schweißbarkeit verringern.
Phosphor (P)Phosphor ist im Allgemeinen ein schädliches Element in Stahl, das die Kaltversprödung erhöht, die Schweißbarkeit verschlechtert, die Plastizität verringert und die Kaltbiegefestigkeit mindert. Daher sollte der Phosphorgehalt in Stahl üblicherweise unter 0,045 % liegen; für hochwertigen Stahl gelten jedoch geringere Anforderungen.
Schwefel (S)Schwefel ist unter normalen Umständen ein schädliches Element. Er macht Stahl warmversprödet, verringert seine Duktilität und Zähigkeit und verursacht Risse beim Schmieden und Walzen. Schwefel beeinträchtigt außerdem die Schweißbarkeit und reduziert die Korrosionsbeständigkeit. Daher sollte der Schwefelgehalt im Allgemeinen unter 0,045 % liegen; für hochwertigen Stahl sind die Anforderungen geringer. Die Zugabe von 0,08–0,20 % Schwefel verbessert die Zerspanbarkeit von Stahl; dieser Stahl wird allgemein als Automatenstahl bezeichnet.
Vanadium (V)Die Zugabe von Vanadium zu Stahl kann die Kornstruktur verfeinern und die Festigkeit und Zähigkeit verbessern.
Niob (Nb)Niob kann das Korngefüge verfeinern und die Schweißleistung verbessern.
Kupfer (Cu)Kupfer kann die Festigkeit und Zähigkeit verbessern. Der Nachteil besteht darin, dass es bei der Warmumformung zu Warmversprödung neigt und der Kupfergehalt in Stahlschrott oft höher ist.
Aluminium (Al)Aluminium ist ein häufig verwendetes Desoxidationsmittel in Stahl. Dem Stahl wird eine geringe Menge Aluminium zugesetzt, um das Korngefüge zu verfeinern und die Schlagzähigkeit zu verbessern.