1. Koolstof (C): Met een toenemend koolstofgehalte in staal nemen de vloeigrens en treksterkte toe, maar de plasticiteit en slagvastheid nemen af. Wanneer het koolstofgehalte echter meer dan 0,23% bedraagt, verslechtert de lasbaarheid van staal. Daarom bedraagt ​​het koolstofgehalte van laaggelegeerd constructiestaal dat voor lassen wordt gebruikt over het algemeen niet meer dan 0,20%. Een hoger koolstofgehalte vermindert ook de weerstand van staal tegen atmosferische corrosie, en staal met een hoog koolstofgehalte corrodeert gemakkelijk in de buitenlucht. Bovendien kan koolstof de koudbrosheid en verouderingsgevoeligheid van staal verhogen.

2. Silicium (Si): Silicium is een sterke deoxidator in het staalproductieproces en het siliciumgehalte in ontdaan staal bedraagt ​​doorgaans 0,12%-0,37%. Als het siliciumgehalte in staal hoger is dan 0,50%, wordt silicium een ​​legeringselement genoemd. Silicium kan de elasticiteitsgrens, vloeigrens en treksterkte van staal aanzienlijk verbeteren en wordt veel gebruikt als verenstaal. Door 1,0-1,2% silicium toe te voegen aan gehard en getemperd constructiestaal kan de sterkte met 15-20% toenemen. In combinatie met silicium, molybdeen, wolfraam en chroom kan het de corrosie- en oxidatieweerstand verbeteren en kan het worden gebruikt voor de productie van hittebestendig staal. Laag koolstofstaal met 1,0-4,0% silicium, met een extreem hoge magnetische permeabiliteit, wordt gebruikt als elektrostaal in de elektrotechnische industrie. Een verhoging van het siliciumgehalte vermindert de lasbaarheid van staal.

3. Mangaan (Mn): Mangaan is een goede deoxidator en ontzwaveler. Staal bevat over het algemeen 0,30-0,50% mangaan. Wanneer meer dan 0,70% mangaan aan koolstofstaal wordt toegevoegd, spreekt men van "mangaanstaal". Vergeleken met gewoon staal heeft het niet alleen voldoende taaiheid, maar ook een hogere sterkte en hardheid, wat de hardbaarheid en warmverwerkbaarheid van staal verbetert. Staal met 11-14% mangaan heeft een extreem hoge slijtvastheid en wordt vaak gebruikt in graafbakken, voeringen van kogelmolens, enz. Met een toenemend mangaangehalte neemt de corrosiebestendigheid van staal af en verminderen de lasprestaties.

4. Fosfor (P): Over het algemeen is fosfor een schadelijk element in staal. Het verbetert weliswaar de sterkte van staal, maar vermindert de plasticiteit en taaiheid, verhoogt de brosheid bij lage temperaturen en verslechtert de las- en koudbuigprestaties. Daarom wordt doorgaans een fosforgehalte van minder dan 0,045% in staal vereist, en zijn de eisen voor hoogwaardig staal lager.

5. Zwavel (S): Zwavel is onder normale omstandigheden ook een schadelijk element. Het maakt staal bros bij hoge temperaturen, vermindert de ductiliteit en taaiheid van het staal en veroorzaakt scheuren tijdens het smeden en walsen. Zwavel is ook nadelig voor de lasprestaties en vermindert de corrosiebestendigheid. Daarom is het zwavelgehalte meestal lager dan 0,055%, en dat van hoogwaardig staal zelfs lager dan 0,040%. Het toevoegen van 0,08-0,20% zwavel aan staal kan de bewerkbaarheid verbeteren; dit wordt dan ook wel 'vrij snijdend staal' genoemd.

6. Aluminium (Al): Aluminium is een veelgebruikt deoxidatiemiddel in staal. Door een kleine hoeveelheid aluminium aan staal toe te voegen, kan de korrelgrootte worden verfijnd en de slagvastheid worden verbeterd. Aluminium heeft bovendien oxidatie- en corrosiebestendigheid. De combinatie van aluminium met chroom en silicium kan de afpelprestaties en corrosiebestendigheid van staal bij hoge temperaturen aanzienlijk verbeteren. Een nadeel van aluminium is dat het de warmvervormbaarheid, lasprestaties en snijprestaties van staal beïnvloedt.

7. Zuurstof (O) en stikstof (N): Zuurstof en stikstof zijn schadelijke elementen die tijdens het smelten van het metaal via het ovengas in het metaal terecht kunnen komen. Zuurstof kan staal bros maken bij hoge temperaturen, en dit effect is ernstiger dan dat van zwavel. Stikstof kan de brosheid van staal bij lage temperaturen verhogen, vergelijkbaar met die van fosfor. Het verouderingseffect van stikstof kan de hardheid en sterkte van staal verhogen, maar de ductiliteit en taaiheid verlagen, met name bij vervormingsveroudering.

8. Niobium (Nb), vanadium (V) en titanium (Ti): Niobium, vanadium en titanium zijn alle drie korrelverfijnende elementen. Door deze elementen op de juiste manier toe te voegen, kan de staalstructuur verbeterd worden, de korrelstructuur verfijnd worden en de sterkte en taaiheid van staal aanzienlijk verbeterd worden.