隨著含碳量的增加，鋼的抗拉強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性降低。

　　鋼的主要化學(xué)成分是鐵（Fe，在普通碳素鋼中約占99%）和少量的碳（C）。此外有錳（Mn）、硅（Si）、等有利元素，以及熔煉中很難除盡或混入的硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）、氫（H）、等有害雜質(zhì)元素。在合金鋼中還有特意添加以改善鋼材性能的某些合金元素,如錳、釩（V）等。碳、錳、硅和雜質(zhì)元素以及合金元素的含量雖少,但對鋼材性能有很大的影向。

　　碳含量對鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性（鋼材對焊接的適應(yīng)性，主要指在一定的焊接工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度）有決定性的影向。隨著碳含量的增加，鋼材的抗拉強(qiáng)度和降服強(qiáng)度提高；但其塑性、冷彎性能和沖擊韌性、特別是低溫沖擊韌性降低，焊接性也變壞。鋼結(jié)構(gòu)的鋼材不但應(yīng)有較高的強(qiáng)度，而且應(yīng)有良好的塑性、較好的焊接性（對焊接結(jié)構(gòu)）和冷彎性能以及必要的韌性。所以結(jié)構(gòu)鋼材的碳含量不能過高，通常不超過0.26%。

　　錳是結(jié)構(gòu)鋼的常有元素。在碳素鋼中多是煉鋼時作為脫氧劑加入鋼液的元素，通常含量為0.51.6%；在低合金錳鋼中是作為合金元素，在A992鋼和SN鋼種中其含量為0.51.5%左右。鋼的錳含量不太多時材料成分標(biāo)準(zhǔn)，能顯著改善鋼材的冷脆性能，并提高其降服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，而又不過多地降低塑性和沖擊韌性；錳對脫除鋼中有害元素氧的含量有作用；錳還能與鋼中的硫在高溫下化合成熔點(diǎn)很高（約1600C，遠(yuǎn)高于鋼材的一般加工溫度）的硫化錳（MnS），因而減除硫的有害作用，使鋼材熱加工時因硫而產(chǎn)生裂紋的“熱脆”現(xiàn)象減少。但是過量的錳含量會使鋼材變脆和塑性降低。

　　硅與鋼液中的氧有較強(qiáng)的化用，且能使鋼中鐵體晶粒細(xì)小和散布均勻，是熔煉有較好性能的鎮(zhèn)靜鋼的一種常用的脫氧劑。適量的硅可提高鋼材的強(qiáng)度，而對其塑性、冷彎性能、沖擊韌性和焊接性無顯著的不良影向。過量的硅將降低鋼材的塑性和沖擊韌性，惡化其抗腐蝕能力和焊接性。結(jié)構(gòu)鋼中硅含量一段不超過0.4%（A36鋼）或0.55%（SM、SN鋼）。

　　釩是熔煉錳釩低合金鋼時特意添加的一種合金元素，可提高鋼材強(qiáng)度和細(xì)化鋼的晶粒；釩的化合物具有高溫穩(wěn)定性，使鋼的高溫硬度提高。A572鋼A992鋼就是在低合金錳鋼基礎(chǔ)上加入適量（0.010.15%）的釩而熔煉成功的一種新的強(qiáng)度較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼。

　　硫和磷是鋼中兩種十分有害的元素。硫與鐵化合生成硫化鐵（FeS），散布在純鐵體的間層中，當(dāng)溫度在800～1200C時熔化而使鋼材出現(xiàn)裂紋，稱為“熱脆”現(xiàn)象，使鋼的焊接性變壞；硫還將降低鋼材的塑性和沖擊韌性。因此，應(yīng)嚴(yán)格限制結(jié)構(gòu)尤其是焊接結(jié)構(gòu)鋼材的硫含量，一般要求不超過0.035～0.050%。

　　氧、氮、氫通常是在鋼熔融時從空氣或水分子分解等進(jìn)入鋼液，在冷卻后余留下來的極其有害的元素。氧的有害作用同硫且更甚，增加鋼的脆性；氮的作用類似于磷，能顯著降低鋼材的塑性、沖擊韌性并增大其“冷脆”性；氫在低溫時易使鋼呈脆性破壞，產(chǎn)生所謂“氫脆”破壞現(xiàn)象。因此，較重要的鋼結(jié)構(gòu)，尤其是在低溫下承受動力荷載的鋼結(jié)構(gòu)用鋼的上述元素含量也常要求加以限制。