คาร์บอน (C)ปริมาณคาร์บอนในเหล็กที่เพิ่มขึ้น จะทำให้จุดคราก ความแข็งแรงดึง และความแข็งเพิ่มขึ้น แต่ความยืดหยุ่นและคุณสมบัติการทนแรงกระแทกจะลดลง เมื่อปริมาณคาร์บอนเกิน 0.23% ประสิทธิภาพการเชื่อมของเหล็กจะเสื่อมลง ดังนั้นหากนำไปใช้ในการเชื่อม ปริมาณคาร์บอนในเหล็กโครงสร้างอัลลอยต่ำโดยทั่วไปไม่ควรเกิน 0.20% ปริมาณคาร์บอนสูงยังลดความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศของเหล็ก และเหล็กคาร์บอนสูงในโกดังเปิดจะขึ้นสนิมได้ง่าย นอกจากนี้ คาร์บอนยังสามารถเพิ่มความเปราะในอุณหภูมิต่ำและความไวต่อการเสื่อมสภาพของเหล็กได้อีกด้วย
ซิลิคอน (Si)ซิลิคอนถูกเติมลงไปในกระบวนการผลิตเหล็กในฐานะสารรีดิวซ์และสารกำจัดออกซิเจน ดังนั้นเหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจนแล้วจึงมีซิลิคอนอยู่ 0.15-0.30% ซิลิคอนสามารถปรับปรุงขีดจำกัดความยืดหยุ่น จุดคราก และความแข็งแรงดึงของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเหล็กที่มีความยืดหยุ่นสูง อย่างไรก็ตาม การเพิ่มปริมาณซิลิคอนจะลดประสิทธิภาพการเชื่อมของเหล็ก
แมงกานีส (Mn)ในกระบวนการผลิตเหล็ก แมงกานีสเป็นสารกำจัดออกซิเจนและกำมะถันที่ดี โดยทั่วไปเหล็กจะมีแมงกานีสเป็นส่วนประกอบ 0.30-0.50% แมงกานีสสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเหล็ก เพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของเหล็ก ปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปด้วยความร้อนของเหล็ก และลดคุณสมบัติการเชื่อมของเหล็กได้
ฟอสฟอรัส (P)โดยทั่วไป ฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่เป็นอันตรายในเหล็ก ซึ่งทำให้เหล็กเปราะมากขึ้นเมื่อเย็นตัวลง ทำให้ประสิทธิภาพการเชื่อมลดลง ลดความยืดหยุ่น และทำให้ประสิทธิภาพการดัดเย็นตัวลดลง ดังนั้น โดยทั่วไปจึงกำหนดให้ปริมาณฟอสฟอรัสในเหล็กต้องน้อยกว่า 0.045% และข้อกำหนดสำหรับเหล็กคุณภาพสูงนั้นต่ำกว่านี้
กำมะถัน (S)กำมะถันเป็นธาตุที่เป็นอันตรายภายใต้สภาวะปกติ ทำให้เหล็กเปราะเมื่อร้อน ลดความยืดหยุ่นและความเหนียวของเหล็ก และทำให้เกิดรอยแตกในระหว่างการตีขึ้นรูปและการรีด นอกจากนี้ กำมะถันยังส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการเชื่อม ลดความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วปริมาณกำมะถันจึงต้องน้อยกว่า 0.045% และข้อกำหนดสำหรับเหล็กคุณภาพสูงจะต่ำกว่านั้น การเติมกำมะถัน 0.08-0.20% ลงในเหล็กสามารถปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปได้ และโดยทั่วไปเรียกว่าเหล็กตัดง่าย
วาเนเดียม (V)การเติมวาเนเดียมลงในเหล็กสามารถช่วยปรับโครงสร้างเกรนให้ละเอียดขึ้น และเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวได้
ไนโอเบียม (Nb)ไนโอเบียมสามารถช่วยปรับปรุงโครงสร้างผลึกและเพิ่มประสิทธิภาพในการเชื่อมได้
ทองแดง (Cu)ทองแดงสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวได้ ข้อเสียคือมันมีแนวโน้มที่จะเปราะแตกง่ายเมื่อถูกความร้อนในระหว่างการขึ้นรูปด้วยความร้อน และปริมาณทองแดงในเหล็กเศษมักจะสูงกว่า
อะลูมิเนียม (Al)อะลูมิเนียมเป็นสารลดออกซิเจนที่ใช้กันทั่วไปในเหล็กกล้า โดยจะเติมอะลูมิเนียมในปริมาณเล็กน้อยลงในเหล็กกล้าเพื่อปรับโครงสร้างผลึกให้ละเอียดขึ้นและเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทก