Các nguyên tố hợp kim thường dùng trong thép là:

Độ cứng 60HRC tương ứng với tổ chức Mactenxit. Các tổ chức khác có độ cứng thấp hơn:

• Xoocbit có độ cứng thấp hơn Mactenxit.
• Bainit có độ cứng thấp hơn Mactenxit.
• Trôxtit có độ cứng thấp hơn Mactenxit.

Lưu huỳnh (S) là nguyên tố gây ra hiện tượng bở nóng (giòn ở nhiệt độ cao) cho thép. Khi thép chứa lưu huỳnh, nó tạo thành hợp chất FeS (sunfua sắt) có nhiệt độ nóng chảy thấp. FeS tập trung ở biên giới hạt, làm giảm độ bền liên kết giữa các hạt, khiến thép dễ bị nứt, vỡ khi gia công ở nhiệt độ cao.

Mn (Mangan) có tác dụng khử oxy hóa và khử lưu huỳnh, làm tăng độ bền và độ dẻo của thép.

P (Photpho) làm tăng độ bền nhưng cũng làm tăng tính giòn nguội của thép (giòn ở nhiệt độ thường).

Si (Silic) có tác dụng khử oxy hóa và tăng độ bền của thép.

Khả năng graphit hóa của gang là khả năng tạo thành graphit (cacbon tự do) trong quá trình đông đặc hoặc ủ. Các nguyên tố ảnh hưởng đến khả năng graphit hóa bao gồm:

• Cacbon (C): Hàm lượng cacbon cao thúc đẩy quá trình graphit hóa.
• Silic (Si): Silic là một nguyên tố thúc đẩy mạnh mẽ quá trình graphit hóa. Nó làm tăng nhiệt độ eutecti và tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành graphit thay vì cementit (Fe3C).
• Các nguyên tố khác: Một số nguyên tố khác có thể ức chế quá trình graphit hóa, chẳng hạn như mangan (Mn), crom (Cr), molypden (Mo), v.v.

Do đó, tổng hàm lượng C và Si có ảnh hưởng lớn đến khả năng graphit hóa của gang.