המרכיבים העיקריים של אלמנטים פלדה הם כדלקמן:
1. פחמן (C): תכולת הפחמן של הפלדה גדלה, נקודת התפוקה וחוזק המתיחה עולים, אך הפלסטיות וההשפעה יורדות. כאשר תכולת הפחמן עולה על 0.23 אחוזים, ביצועי הריתוך של פלדה הידרדרו, כך שתכולת הפחמן של פלדה מבנית בעלת סגסוגת נמוכה לריתוך אינה עולה בדרך כלל על 0.20 אחוז. תכולת פחמן גבוהה תפחית גם את עמידות הקורוזיה האטמוספרית של פלדה, פלדת פחמן גבוהה בשדה הפתוח קלה להחליד; בנוסף, פחמן יכול להגביר את שבירות הקור ואת הרגישות לגיל של פלדה.
2. סיליקון (Si): הסיליקון מתווסף כחומר מפחית ומסיר חמצון בתהליך ייצור הפלדה, כך שפלדת ההרגעה מכילה 0.15-0.30 אחוז סיליקון. סיליקון נחשב ליסוד מתגמל אם הפלדה מכילה יותר מ-0.50 עד 0.60 אחוז סיליקון. סיליקון יכול להגדיל באופן משמעותי את גבול האלסטי, נקודת התפוקה וחוזק המתיחה של פלדה, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב כפלדה קפיצית. הוספת 1.0-1.2 אחוז סיליקון לפלדה מבנית מרווה ומחוסמת יכולה להגדיל את החוזק ב-15-20 אחוזים. השילוב של סיליקון ומוליבדן, טונגסטן, כרום וכו', משפיע על שיפור עמידות בפני קורוזיה ועמידות חמצון, ויכול ליצור פלדה עמידה בחום. פלדת פחמן נמוכה המכילה 1-4 אחוזי סיליקון, עם מוליכות מגנטית גבוהה מאוד, המשמשת בתעשיית החשמל כפלדת סיליקון. הגדלת הסיליקון תפחית את ביצועי הריתוך של פלדה.
3. מנגן (Mn): בתהליך ייצור הפלדה, מנגן הוא מסיר חמצון ומסיר גופרית טוב, הפלדה הכללית מכילה מנגן 0.30-0.50 אחוזים. כאשר פלדת הפחמן מתווספת יותר מ-0.70 אחוז, גם אם "פלדת מנגן", הפלדה של כמות הפלדה הכללית לא רק בעלת קשיחות מספקת, אלא גם בעלת חוזק וקשיות גבוהים יותר, משפרת את יכולת הכבייה של הפלדה, משפרת את החמה. ביצועי העבודה של פלדה, כגון פלדה 16Mn גבוהים ב-40% מנקודת התפוקה של A3. מנגן 11-14 אחוזי פלדה עם עמידות בפני שחיקה גבוהה מאוד, משמש לדלי מחפר, חיפויי טחנת כדורים וכו'. הגדלת המנגן תחליש את עמידות הפלדה בפני קורוזיה ותפחית את ביצועי הריתוך.
4. זרחן (P): באופן כללי, זרחן הוא מרכיב מזיק בפלדה, מגביר את שבירות הקרה של הפלדה, הופך את ביצועי הריתוך לרע, מפחית את הפלסטיות, הופך את ביצועי הכיפוף הקרים לרע. לכן, תכולת הזרחן בפלדה נדרשת בדרך כלל להיות פחות מ-0.045 אחוזים, ופלדה באיכות גבוהה נדרשת להיות נמוכה יותר.
5. גופרית (S): גופרית היא בדרך כלל יסוד מזיק. זה הופך את הפלדה לשבירה חמה, מפחית את המשיכות והקשיחות של הפלדה, וגורם לסדקים במהלך חישול וגלגול. גופרית גם פוגעת בביצועי הריתוך ומפחיתה את העמידות בפני קורוזיה. לכן, תכולת הגופרית בדרך כלל נדרשת להיות פחות מ-0.055 אחוזים, ופלדה באיכות גבוהה נדרשת להיות פחות מ-0.040 אחוז. הוספת 0.08-0.20 אחוז גופרית לפלדה יכולה לשפר את יכולת העיבוד, הנקראת בדרך כלל פלדה חיתוך חופשי.
6. כרום (Cr): בפלדות מבניות וכלי עבודה, כרום יכול לשפר משמעותית חוזק, קשיות ועמידות בפני שחיקה, אך במקביל להפחית את הפלסטיות והקשיחות. כרום יכול לשפר את עמידות החמצון ועמידות בפני קורוזיה של פלדה, ולכן הוא אלמנט סגסוגת חשוב של נירוסטה ופלדה עמידה בחום.
7. ניקל (Ni): ניקל יכול לשפר את חוזק הפלדה, ולשמור על פלסטיות וקשיחות טובה. לניקל עמידות גבוהה בפני קורוזיה לחומצה ואלקלי, עמידות בפני חלודה ועמידות בחום בטמפרטורה גבוהה. עם זאת, מכיוון שניקל הוא משאב נדיר, יש להשתמש ביסודות סגסוג אחרים במקום פלדת ניקל כרום.
8. מוליבדן (Mo): מוליבדן יכול לעשות עידון גרגירי פלדה, לשפר את יכולת ההתקשות ואת ביצועי החוזק התרמי, בטמפרטורה גבוהה כדי לשמור על חוזק מספק ויכולת אנטי-זחילה (לחץ לטווח ארוך בטמפרטורה גבוהה, דפורמציה, הנקרא זחילה). ניתן לשפר את התכונות המכניות של פלדה מבנית על ידי הוספת מוליבדן. זה יכול גם לעכב את שבירותה של פלדת סגסוגת הנגרמת על ידי שריפה. ניתן לשפר אדמומיות בפלדת כלי.
9. טיטניום (Ti): טיטניום הוא מסיר חמצון חזק בפלדה. זה יכול להפוך את המבנה הפנימי של פלדה לדחוס ולחדד את כוח התבואה; הפחת את רגישות הזמן ואת שבירות הקור. שפר את ביצועי הריתוך. ניתן למנוע קורוזיה בין-גרגירית על ידי הוספת טיטניום מתאים לנירוסטה אוסטניטית Cr 18 Ni 9.
10. ונדיום (V): ונדיום הוא מסיר חמצון מצוין של פלדה. הוספת 0.5 אחוז ונדיום לפלדה יכולה לחדד את גרגירי המיקרו-מבנה, לשפר את החוזק והקשיחות. הקרבידים הנוצרים על ידי ונדיום ופחמן יכולים לשפר את העמידות בפני קורוזיה מימן בטמפרטורה ולחץ גבוהים.
11. טונגסטן (W): לטונגסטן יש נקודת התכה גבוהה והוא אלמנט סגסוג יקר ערך. טונגסטן קרביד שנוצר מטונגסטן ופחמן הוא בעל קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה. הוספת טונגסטן לפלדת הכלים יכולה לשפר באופן משמעותי את הקשיחות האדומה והחוזק התרמי, שיכולים לשמש ככלי חיתוך וכמתות חישול.
12.ניוביום (Nb): ניוביום יכול לעדן את הדגן ולהפחית את רגישות התחממות יתר ואת שבריריותה של הפלדה, לשפר את החוזק, אך הפלסטיות והקשיחות ירדו. הוספת ניוביום לפלדה רגילה מסגסוגת נמוכה יכולה לשפר את העמידות בפני קורוזיה אטמוספרית ולקורוזיה של מימן, חנקן ואמוניה בטמפרטורה גבוהה. ניוביום יכול לשפר את ביצועי הריתוך. ניתן למנוע קורוזיה בין-גרגירית על ידי הוספת ניוביום לנירוסטה אוסטניטית.
13.קובלט (Co): קובלט היא מתכת יקרה נדירה, המשמשת בעיקר בפלדה וסגסוגת מיוחדת, כגון פלדה חמה וחומרים מגנטיים.
14. נחושת (Cu): פלדה מזוקקת מעפרות Daye ב- WisCO מכילה לרוב נחושת. נחושת יכולה לשפר את החוזק והקשיחות, במיוחד עבור קורוזיה אטמוספרית. החיסרון הוא שקל לייצר שבירות חמה במהלך עיבוד חם, והפלסטיות מופחתת באופן משמעותי כאשר תכולת הנחושת עולה על 0.5 אחוזים. כאשר תוכן הנחושת קטן מ-0.50 אחוז , אין לזה השפעה על יכולת הריתוך.
15. אלומיניום (אל): אלומיניום הוא מסיר חמצון נפוץ בפלדה. הוספת כמות קטנה של אלומיניום בפלדה יכולה לעדן את הגרגר ולשפר את קשיחות ההשפעה, כגון פלדת 08Al לשרטוט עמוק. לאלומיניום יש גם עמידות לחמצון ועמידות בפני קורוזיה. אלומיניום בשילוב עם כרום וסיליקון יכולים לשפר משמעותית את ביצועי הפלדה נגד קילוף בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה בטמפרטורה גבוהה. החיסרון של האלומיניום הוא בכך שהוא משפיע על תכונות העבודה החמות, הריתוך והחיתוך של הפלדה.
16.בורון (B): הוספת כמות עקבות של בורון לפלדה יכולה לשפר את תכונות הצפיפות והגלגול החם של הפלדה, ולשפר את החוזק.
17. חנקן (N): חנקן יכול לשפר את חוזק הפלדה, קשיחות בטמפרטורה נמוכה ויכולת ריתוך, להגביר את הרגישות להזדקנות.
18. אדמה נדירה (Xt): יסודות אדמה נדירים מתייחסים ל-15 לנתאנידים עם מספרים אטומיים של 57-71 בטבלה המחזורית של היסודות. יסודות אלה הם כולם מתכות, אבל התחמוצות שלהם נראות כמו אדמה, ולכן הם נקראים אדמה נדירה. תוספת של אדמה נדירה לפלדה יכולה לשנות את ההרכב, המורפולוגיה, התפוצה והמאפיינים של תכלילים בפלדה, ובכך לשפר תכונות שונות של פלדה, כגון קשיחות, ריתוך וביצועי עבודה קרה. ניתן לשפר את עמידות הבלאי של פלדת מחרשה על ידי הוספת אדמה נדירה.
