Загальні легуючі елементи включають хром, нікель, молібден, вольфрам, ванадій, титан, ніобій, цирконій, кобальт, кремній, марганець, алюміній, мідь, бор, рідкісні землі тощо. Фосфор, сірка та азот також виступають як сплави в деяких марках сталі (наприклад, 11SMn30).
1. Хром (Cr) Хром може підвищити загартовуваність сталі та має ефект вторинного зміцнення, що може покращити твердість і зносостійкість вуглецевої сталі, не роблячи сталь крихкою. Коли вміст перевищує 12 відсотків, сталь має гарну стійкість до високотемпературного окислення та стійкість до окисної корозії, а також підвищує термічну міцність сталі. Хром є основним легуючим елементом нержавіючої кислототривкої та жароміцної сталі. Хром може підвищити міцність і твердість вуглецевої сталі в стані прокату, а також зменшити подовження та зменшення площі. Коли вміст хрому перевищує 15 відсотків, міцність і твердість зменшаться, а подовження та зменшення площі відповідно збільшаться. Основною функцією хрому в загартованій і відпущеній структурі є покращення загартуваності, завдяки чому сталь має кращі комплексні механічні властивості після загартування та відпустки. У цементованій сталі також можуть утворюватися карбіди, що містять хром, що покращує поверхневий опір матеріалу. Абразивність. Пружинна сталь, що містить хром, важко обезвуглецьовується під час термообробки. Хром може підвищити зносостійкість, твердість і червону твердість інструментальної сталі, а також має хорошу стабільність до відпустки. У електротермічних сплавах хром може підвищити стійкість до окислення, стійкість і міцність сплаву.
2. Нікель（Ni）Нікель зміцнює ферит і очищає перліт у сталі. Загальний ефект полягає в підвищенні міцності, а вплив на пластичність незначний. Загалом, для сталі з низьким вмістом вуглецю, яка використовується в прокатаному, нормалізованому або відпаленому стані без обробки загартуванням і відпуском, певний вміст нікелю може підвищити міцність сталі без значного зниження її в'язкості. Покращуючи міцність сталі, нікель менше шкодить ударній в’язкості, пластичності та іншим технологічним властивостям сталі, ніж інші легуючі елементи. Для середньовуглецевої сталі, оскільки нікель знижує температуру перетворення перліту, перліт стає тоншим; і оскільки нікель знижує вміст вуглецю в евтектоїдній точці, кількість перліту більше, ніж у вуглецевої сталі з таким же вмістом вуглецю. Міцність нікельвмісної перлітної феритної сталі вище, ніж у вуглецевої сталі з таким же вмістом вуглецю. Навпаки, якщо міцність сталі однакова, вміст вуглецю в сталі, що містить нікель, можна належним чином зменшити, щоб можна було покращити міцність і пластичність сталі. Нікель може збільшити стійкість сталі до втоми та зменшити чутливість сталі до надрізу. Нікель знижує температуру крихкого переходу сталі при низьких температурах, що має велике значення для сталі при низьких температурах. Сталь з 3,5 відсотками нікелю можна використовувати при -100 градусі, а сталь з 9 відсотками нікелю може працювати при -196 градусах. Нікель не підвищує стійкість сталі до повзучості, тому його, як правило, не використовують як зміцнюючий елемент для термічно міцних сталей. Крім того, нікель, доданий до сталі, може не тільки протистояти кислоті, але й лугу, а також має корозійну стійкість до атмосфери та солі. Нікель є одним з важливих елементів нержавіючої кислотостійкої сталі.
3. молібден (Mo) Молібден може покращити загартуваність і термічну міцність сталі, запобігти відпускній крихкості, збільшити залишкову намагніченість і коерцитивну силу, а також стійкість до корозії в певних середовищах.
4. Вольфрам（W） Окрім утворення карбідів у сталі, вольфрам частково розчиняється в залізі, утворюючи твердий розчин. Його дія подібна до дії молібдену. У розрахунку на масову частку загальний ефект не такий значний, як у молібдену. Основною закономірністю вольфраму в сталі є підвищення стійкості до відпуску, червоної твердості, термічної міцності та підвищення зносостійкості за рахунок утворення карбідів. Тому він в основному використовується для інструментальної сталі, такої як швидкорізальна сталь, сталь для штампів для гарячого кування тощо. Завдяки додаванню вольфраму можна значно покращити зносостійкість і оброблюваність сталі, тому вольфрам є основним елементом з легованої інструментальної сталі.
5. Ванадій（V） Ванадій має сильну спорідненість з вуглецем, аміаком і киснем і утворює з ними відповідні стійкі сполуки. Ванадій існує в основному у вигляді карбідів у сталі. Його основна функція полягає в покращенні структури та зернистості сталі та зниженні міцності та в’язкості сталі. Коли він розчиняється в твердому розчині при високій температурі, він підвищує загартуваність; навпаки, коли він існує у формі карбіду, він знижує прогартовуваність. Ванадій підвищує стійкість загартованої сталі до відпуску і створює ефект вторинного зміцнення. Вміст ванадію в сталі, за винятком швидкорізальної інструментальної сталі, зазвичай не перевищує 0,5 відсотків. Ванадій може очищати зерна у звичайній легованій сталі з низьким вмістом вуглецю, покращувати міцність і коефіцієнт текучості після нормалізації та низькотемпературних характеристик, а також покращувати зварювальні характеристики сталі. Ванадій у легованій конструкційній сталі часто використовується в поєднанні з марганцем, хромом, молібденом і вольфрамом у конструкційній сталі, оскільки він зменшує здатність до гартування за загальних умов термічної обробки.
6. Титан（Ti） Титан має сильну спорідненість з азотом, киснем і вуглецем і має сильнішу спорідненість із сіркою, ніж залізо. Тому він є хорошим розкислювачем і ефективним елементом для фіксації азоту і вуглецю. Хоча титан є сильним карбідоутворюючим елементом, він не поєднується з іншими елементами, утворюючи комплексні сполуки. Карбід титану має сильну зв'язуючу силу, стабільність і його непросто розкласти. Він може повільно розчинятися в твердий розчин лише при нагріванні до температури понад 1000 градусів у сталі. Металообробка WeChat, контент хороший, вартий уваги. Перед розчиненням частинки карбіду титану запобігають росту зерна. Оскільки спорідненість між титаном і вуглецем набагато більша, ніж спорідненість між хромом і вуглецем, титан часто використовують для фіксації вуглецю в нержавіючій сталі, щоб усунути виснаження хрому на межі зерен, тим самим усуваючи або зменшуючи міжкристалітну корозію сталі. Титан також є одним із міцних елементів, що утворюють ферит, який сильно підвищує температури A1 і A3 сталі. Титан може покращити пластичність і міцність звичайної низьколегованої сталі. Міцність сталі підвищується, оскільки титан зв'язує азот і сірку і утворює карбід титану. Після нормалізації зерна очищаються, а осадження з утворенням карбідів може значно покращити пластичність і ударну в’язкість сталі. Легована конструкційна сталь, що містить титан, має добрі механічні та технологічні властивості, але основним недоліком є те, що гартується трохи погано.
7. Ніобій（Nb） Ніобій може розчинятися у твердому розчині в сталі та грати роль у зміцненні твердого розчину. При розчиненні в аустеніті прогартовуваність сталі значно покращується. Однак, у формі карбідів і частинок оксиду, він подрібнює зерна і знижує прогартовуваність сталі. Це може підвищити стабільність відпуску сталі та має ефект вторинного зміцнення. Невеликі кількості ніобію можуть підвищити міцність сталі, не впливаючи на її пластичність або в'язкість. Завдяки ефекту подрібнення зерна він може покращити ударну в’язкість сталі та знизити температуру переходу крихкості. Коли вміст вуглецю більш ніж у 8 разів перевищує вміст вуглецю, майже весь вуглець у сталі може бути закріплений, так що сталь має хорошу стійкість до водню. В аустенітних сталях він може запобігати міжкристалітній корозії сталі шляхом окислення. Завдяки фіксованому вуглецю та дисперсійному зміцненню це може покращити високотемпературні властивості термічної міцності сталі, такі як опір повзучості.