คาร์บอน (Carbon) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ C
เป็น ธาตุที่สำคัญที่สุดจะต้องมีผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก มีคุณสมบัติ ทำให้เหล็กแข็งเพิ่ม ขึ้น หลังจากนำไป อบชุบ(Heat Treatment) โดยรวมตัวกับเนื้อเหล็กเป็นสารที่ เรียกว่า มาร์เทนไซต์ (Martensite) และ ซีเมนไตด์ (Cementite) นอกจากนั้น คาร์บอน ยังสามารถรวมตัวกับ เหล็ก และธาตุอื่นๆ กลายเป็นคาร์ไบด์ (Carbide) ซึ่งจะช่วย เพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอของเหล็ก อย่างไรก็ตาม คาร์บอน จะช่วย ลดความยืดหยุ่น (Elasticity) ความสามารถในการตีขึ้นรูป (Forging) และความ สามารถในการเชื่อม (Welding) และไม่มีผลต่อความต้านทานการกัดกร่อน

อลูมิเนียม (Aluminium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Al
เป็น ธาตุที่นิยมใช้เป็นตัวไล่ แก็สออกซิเจน และ ไนโตรเจน (Deoxidizer และ Denitrizer)มากที่สุด ซึ่งผสมอยู่เล็กน้อยในเหล็ก จะมีผลทำให้เนื้อละเอียดขึ้น เมื่อใช้ ้ผสมลงในเหล็กที่จะนำไปผ่านกระบวนการอบชุบแข็ง โดยวิธีไนไตรดิ้ง (Nitriding) ทั้งนี้ เนื่องจากอลูมิเนียม สามารถรวมตัวกับ ไนโตรเจนเป็นสารที่แข็ง มากใช้ผสม ลงในเหล็กทนความร้อนบางชนิด เพื่อให้ต้านทานต่อ การตกสะเก็ด (Scale)ได้ดีขึ้น 

โบรอน (Boron) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ B
ช่วย เพิ่มความสามารถในการชุบแข็งให้แก่เหล็กที่ใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องจักรทั่วไป จึง ทำให้ส่วนใจกลางของงานที่ทำด้วยเหล็กชุบผิวแข็ง มีความแข็งสูงขึ้นโบรอน สามารถดูดกลืน นิวตรอนได้สูงจึงนิยมเติมในเหล็กที่ใช้ทำฉากกั้นอุปกรณ์นิวเคลียร์

เบริลเลียม (Beryllium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Be
สปริง นาฬิกาซึ่งต้องต่อต้านอำนาจแม่เหล็ก และรับแรงแปรอยู่ตลอดเวลานั้น ทำจาก ทองแดง ผสม เบริลเลียม (Beryllium-Coppers Alloys) โลหะผสม
นิกเกิล - เบริลเลียม (Ni-Be Alloys)แข็งมากทนการกัดกร่อนได้ดีใช้ทำเครื่องมือ ผ่าตัด

แคลเซียม (Calcium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Ca
แคลเซียม จะใช้ในลักษณะ แคลเซียมซิลิไซด์ (CaSi) เพื่อลด ออกซิเดชั่น (Deoxidation) นอก จากนั้น แคลเซียม ยังช่วยเพิ่มความต้านทานการเกิดสเกลของ วัสดุที่ใช้เป็นตัวนำความร้อน

ซีเรียม (Cerium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Ce
เป็นตัวลดออกซิเจน และ กำมะถันได้ดี ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติด้าน
Hot Working ของเหล็กกล้าและปรับปรุงความต้านทานการเกิดสเกลของเหล็ก ทนความร้อน

โคบอลต์ (Cobalt)  สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Co
ไม่ ทำให้เกิดคาร์ไบด์ แต่สามารถป้องกันไม่ไห้เหล็กเกิดเนื้อหยาบที่อุณหภูมิสูงดังนั้น จึงช่วยปรับปรุงให้เหล็กมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงด้วยเหตุนี้ จึงใช้ผสมในเหล็กขึ้น รูปงานร้อน เหล็กทนความร้อน และเหล็กไฮสปีดธาตุ โคบอลต์ เมื่อได้รับ
รังสี นิวตรอน จะเกิดเป็น โคบอลต์ 60 ซึ่งเป็น สารกัมมันตภาพรังสีอย่างรุนแรง ดังนั้นจึงไม่ควรเติมโคบอลต์ลงในเหล็กที่ใช้ทำเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู

โครเมียม (Chromium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Cr
ทำ ให้เหล็กอบชุบได้ง่ายขึ้น เพราะลดอัตราการเย็นตัววิกฤตลงอย่างมาก สามารถชุบ ในน้ำมัน หรือ อากาศได้ (Oil or Air Quenching) เพิ่มความแข็งให้เหล็กแต่ลด ความทนทานต่อแรงกระแทก (Impact)ลงโครเมียมที่ผสมในเหล็กจะรวมตัวกับ คาร์บอน เป็นสารประกอบพวกคาร์ไบด์ ซึ่งแข็งมากดังนั้น จึงทำให้เหล็กทนทาน ต่อแรงเสียดสี และบริเวณที่เป็นรอยคม หรือความคมไม่ ลบง่าย ทำให้เหล็กเป็นสนิม ได้ยากเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูงเพิ่มความทนทานต่อ
การกัดกร่อนของสารต่างๆ ได้ดีขึ้น

ทองแดง(Copper) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Cu
เพิ่ม ความแข็งแรง ถ้ามีทองแดง ผสมอยู่ในเหล็กแม้เพียงเล็กน้อย เหล็กจะไม่เกิดสนิม เมื่อใช้งานในบรรยากาศ ทองแดงจะไม่มีผลเสียต่อความสามารถ ในการเชื่อมของ เหล็กแต่อย่างไร

แมงกานีส(Manganese) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Mn
ใช้ เป็นตัวไล่กำมะถัน (S) ซึ่งเป็นตัวที่ไม่ต้องการในเนื้อเหล็กจะถูกกำจัดออกใน ขณะ หลอมทำให้เหล็กอบชุบ แข็งง่ายขึ้นเนื่องจากเป็นตัวลดอัตราการเย็นตัววิกฤต (Critical Cooling Rate) ทำให้เหล็กทนทานต่อแรงดึงได้มากขึ้น เพิ่มสัมประสิทธิ์การ ขยายตัวของเหล็กเมื่อถูกความร้อน แต่จะลดคุณสมบัติในการเป็นตัวนำไฟฟ้า และ ความร้อนนอกจากนั้น แมงกานีสยังมีอิทธิพลต่อการขึ้นรูป หรือเชื่อม เหล็กกล้า คาร์บอน ที่มีปริมาณแมงกานีส เพิ่มขึ้นจะทนต่อการเสียดสีได้ดีขึ้นมาก

โมลิบดีนัม (Molybdenum) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Mo
ปกติ จะใช้ผสมรวมกับธาตุอื่นๆ เป็นตัวลดอัตราการเย็นตัววิกฤต ทำให้อบชุบ ง่าย ขึ้น ป้องกันการเปราะขณะ อบคืนตัว (Temper Brittleness) ทำให้เหล็กมีเนื้อละเอียด เพิ่มความทนทานต่อแรงดึงแก่เหล็กมากขึ้น สามารถรวมตัวกับ คาร์บอน เป็น คาร์ไบด์ ได้ง่ายมากดังนั้น จึงปรับปรุงคุณสมบัติในการตัดโลหะ (Cutting) ของ เหล็กไฮสปีดได้ดีขึ้นเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อน (Corrosion Resistance) แก่เหล็ก อย่างไรก็ตาม เหล็กที่มีโมลิบดินั่มสูงจะตีขึ้นรูปยาก

ไนโตรเจน (Nitrogen) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ N
ขณะ ทำไนไตรดิ้ง (Nitriding) ไนโตรเจนจะรวมตัวกับธาตุบางชนิดในเหล็กเกิดเป็น สารประกอบไนไตรด์ ซึ่งทำให้ผิวงานมีความแข็งสูงมากต้านทานการสึกหรอได้ดี เยี่ยม

นิกเกิล (Nickel) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Ni
เป็น ตัวที่เพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทกของเหล็ก ดังนั้น จึงใช้ผสมในเหล็กที่จะ นำไปชุบแข็งที่ผิวใช้ผสมกับโครเมียม ทำให้เหล็กทนทานต่อการกัดกร่อน ได้ดีไม่ เป็นสนิมง่ายทนความร้อน

ออกซิเจน (Oxigen) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ O
ออกซิเจน เป็นอันตรายต่อเหล็ก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ ชนิด ส่วนผสม รูปร่าง และการกระจาย ตัวของสารประกอบที่เกิดจากออกซิเจนนั้น ออกซิเจนทำให้คุณสมบัติเชิงกล โดย เฉพาะอย่างยิ่ง ความต้านทานแรงกระแทกลดลง (ตามแนวขวาง) และเปราะยิ่งขึ้น

ตะกั่ว (Lead) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Pb
เหล็กฟรีแมชชีนนิ่ง (Free-Machining Steel) มีตะกั่วผสมอยู่ประมาณ
0.20 - 0.50 % โดย ตะกั่วจะเป็นอนุภาคละเอียด กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายใน เนื้อเหล็ก เมื่อนำไปกลึงหรือตัดแต่งด้วยเครื่องมือกลทำให้ขี้กลึงขาดง่าย จึงทำให้ตัด แต่งได้ง่าย ตะกั่วไม่มีผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลของเหล็ก
 

ฟอสฟอรัส(Phosphorus) และกำมะถัน (Sulphur) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ P และ S   

เป็น ตัวทำลายคุณสมบัติของเหล็ก แต่มักผสมอยู่ในเนื้อเหล็กโดยไม่ได้ตั้งใจต้อง พยายามให้มีน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มักจะเรียกสารเหล่านี้ว่า สารมลทิน (Impurities) เหล็กเกรดสูงจะต้องมี ฟอสฟอรัส ไม่เกิน 0.03 - 0.05 % ส่วน กำมะถัน จะทำให้เหล็กเกิด Red Shortness จึงแตกเปราะง่ายโดยทั่วไปจึง จำกัดปริมาณ กำมะถันในเหล็กไม่เกิน 0.025 หรือ 0.03 % ยกเว้นเหล็ก ฟรีแมชชีนนิ่ง (Free Machining) ที่เติม กำมะถัน ถึง 0.30 % เพื่อให้เกิดซัลไฟด์ขนาดเล็กกระจายอยู่ทั่ว เนื้อเหล็กทำให้ขี้กลึงขาดง่ายจึงตัดแต่ง ด้วยเครื่องมือกลได้ง่าย

ซิลิคอน (Silicon) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Si
ซิ ลคอน จะปรากฏในเหล็กทุกชนิดเนื่องจากสินแร่เหล็กมักมี ซิลิคอน ผสมอยู่ด้วย เสมอ ซิลิคอนไม่ใช่โลหะ แต่มีสภาพเหมือนโลหะใช้เป็นตัวทำให้เกิดปฏิกิริยา ออกซิไดซิ่ง (Oxidizing) ทำให้เหล็กแข็งแรงและทนทานต่อการเสียดสีได้ดีขึ้น เพิ่ม ค่าแรงดึงที่ จุดคราก (Yield Point) ของเหล็กให้สูงขึ้นมากดังนั้น จึงใช้ผสมในการ ทำ เหล็กสปริง (Spring Steels) ช่วยทำให้เหล็กทนทานต่อการตกสะเก็ด (Scale) ที่อุณหภูมิสูงได้ดี จึงใช้ผสมในเหล็กทนความร้อนเหล็กกล้าที่มีซิลิคอนสูงจะมีเกรน หยาบ

ไทเทเนียม (Titanium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ Ti
ไทเทเนียม เป็นโลหะที่แข็งมาก ทำให้เกิดคาร์ไบด์ได้ดีเป็นธาตุผสมที่สำคัญใน เหล็กสเตนเลสเพื่อป้องกันการผุกร่อนตามขอบเกรนนอกจากนั้น ไทเทเนียมยังช่วย ทำให้เหล็กมีเกรนละเอียด

วาเนเดียม (Vanadium) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ V
ทำ ให้เหล็กทนต่อความร้อนได้ดีเพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็ก โดยไม่ทำให้คุณสมบัติ ในการเชื่อม และการดึงเสียไป ทำให้เหล็กมีเนื้อละเอียด รวมตัวกับคาร์บอนที่เป็น คาร์ไบด์ ได้ง่าย จึงทำให้ทนทานต่อการสึกกร่อน มักจะผสมในเหล็กขึ้นรูปร้อน
(Hot Working Steels) และเหล็กไฮสปีด

ทังสเตน (Tungsten) สัญลักษณ์ทางเคมี คือ W
สามารถ รวมตัวกับคาร์บอนเป็น คาร์ไบด์ ที่แข็งมาก จึงทำให้เหล็กที่ผสมทังสเตน มีความแข็งมาก หลังจากผ่านการอบชุบ จึงใช้ทำพวกเครื่องมือคม (Cutting Tools) ต่าง ๆ ทำให้เหล็กเหนียวขึ้น และป้องกันไม่ไห้เหล็กเกิดเนื้อหยาบ เนื่องจากการที่เกรน ขยายตัว เพิ่มความทนทานต่อการเสียดสีของเหล็ก ดังนั้น จึงนิยมเติมทังสเตนในเหล็ก ไฮสปีด (Hi-Speed) และเหล็กที่ต้องอบชุบแข็งโดยทั่วไป