Uobičajeni legirajući elementi uključuju hrom, nikl, molibden, volfram, vanadijum, titan, niobijum, cirkonijum, kobalt, silicijum, mangan, aluminijum, bakar, bor, retke zemlje i tako dalje. Fosfor, sumpor i dušik također djeluju kao legure u nekim vrstama čelika (npr. 11SMn30).
1. Krom (Cr) Krom može povećati sposobnost kaljenja čelika i ima učinak sekundarnog kaljenja, što može poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje ugljičnog čelika, a da ne učini čelik krhkim. Kada sadržaj prelazi 12 posto, čelik ima dobru otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama i otpornost na oksidacijsku koroziju, a također povećava toplinsku čvrstoću čelika. Krom je glavni legirajući element nehrđajućeg čelika otpornog na kiseline i čelika otpornog na toplinu. Krom može poboljšati čvrstoću i tvrdoću ugljičnog čelika u valjanom stanju i smanjiti istezanje i smanjenje površine. Kada sadržaj hroma pređe 15 procenata, snaga i tvrdoća će se smanjiti, a izduženje i smanjenje površine će se u skladu s tim povećati. Glavna funkcija hroma u kaljenoj i otpuštenoj strukturi je da poboljša kaljivost, tako da čelik ima bolja sveobuhvatna mehanička svojstva nakon kaljenja i otpuštanja. U karburiziranom čeliku mogu se formirati i karbidi koji sadrže krom, čime se poboljšava površinska otpornost materijala. Abrazivnost. Opružni čelik koji sadrži hrom nije lako razugljičen tokom termičke obrade. Krom može poboljšati otpornost na habanje, tvrdoću i crvenu tvrdoću alatnog čelika i ima dobru stabilnost kaljenja. U elektrotermalnim legurama, hrom može poboljšati otpornost na oksidaciju, otpornost i čvrstoću legure.
2. Nikl (Ni) Nikl jača ferit i rafinira perlit u čeliku. Ukupni efekat je povećanje čvrstoće, a uticaj na plastičnost nije značajan. Općenito govoreći, za čelik s niskim udjelom ugljika koji se koristi u valjanom, normaliziranom ili žarenom stanju bez kaljenja i kaljenja, određeni sadržaj nikla može povećati čvrstoću čelika bez značajnog smanjenja njegove žilavosti. Dok poboljšava čvrstoću čelika, nikl manje oštećuje žilavost, plastičnost i druga procesna svojstva čelika od ostalih legirajućih elemenata. Za srednje ugljični čelik, budući da nikal smanjuje temperaturu transformacije perlita, perlit postaje tanji; i budući da nikal smanjuje sadržaj ugljika u eutektoidnoj tački, broj perlita je veći od broja ugljičnog čelika sa istim sadržajem ugljika. Čvrstoća perlitnog feritnog čelika koji sadrži nikl veća je od čvrstoće ugljičnog čelika sa istim sadržajem ugljika. Naprotiv, ako je čvrstoća čelika ista, sadržaj ugljika u čeliku koji sadrži nikl može se na odgovarajući način smanjiti, tako da se žilavost i plastičnost čelika mogu poboljšati. Nikl može povećati otpornost čelika na zamor i smanjiti osjetljivost čelika na zarez. Nikl smanjuje niskotemperaturnu lomljivu prijelaznu temperaturu čelika, što je od velikog značaja za niskotemperaturni čelik. Čelik sa 3,5 posto nikla može se koristiti na -100 stepenu, a čelik sa 9 posto nikla može raditi na -196 stepenu. Nikl ne povećava otpornost čelika na puzanje, pa se generalno ne koristi kao element za ojačavanje termički jakih čelika. Osim toga, nikl dodan čeliku ne samo da može odoljeti kiselini, već i alkalijama, te ima otpornost na koroziju u atmosferi i soli. Nikl je jedan od važnih elemenata u nehrđajućem čeliku otpornom na kiseline.
3. molibden (Mo) Molibden može poboljšati otvrdljivost i termičku čvrstoću čelika, spriječiti lomljivost na temperaturu, povećati remanentnost i koercitivnost i otpornost na koroziju u određenim medijima.
4. Volfram (W) Osim što stvara karbide u čeliku, volfram se djelimično rastvara u željezo i formira čvrstu otopinu. Njegovo djelovanje je slično kao i molibden. Izračunato prema masenom udjelu, opći učinak nije toliko značajan kao onaj kod molibdena. Glavni uzorak volframa u čeliku je povećanje stabilnosti kaljenja, crvene tvrdoće, toplinske čvrstoće i povećane otpornosti na habanje zbog stvaranja karbida. Stoga se uglavnom koristi za alatni čelik, kao što je brzorezni čelik, čelik za matrice za vruće kovanje, itd. Zbog dodatka volframa, otpornost na habanje i obradivost čelika može se značajno poboljšati, tako da je volfram glavni element od legiranog alatnog čelika.
5. Vanadijum（V） Vanadijum ima jak afinitet sa ugljenikom, amonijakom i kiseonikom i sa njim stvara odgovarajuća stabilna jedinjenja. Vanadijum postoji uglavnom u obliku karbida u čeliku. Njegova glavna funkcija je poboljšati strukturu i zrno čelika i smanjiti čvrstoću i žilavost čelika. Kada se rastvori u čvrstom rastvoru na visokoj temperaturi, povećava sposobnost otvrdnjavanja; naprotiv, kada postoji u obliku karbida, smanjuje sposobnost kaljenja. Vanadijum povećava stabilnost kaljenja kaljenog čelika i proizvodi sekundarni efekat kaljenja. Sadržaj vanadijuma u čeliku, osim u brzoreznom alatnom čeliku, općenito nije veći od 0,5 posto. Vanadijum može rafinirati zrna u običnom niskougljičnom legiranom čeliku, poboljšati čvrstoću i omjer prinosa nakon normalizacije i karakteristike niske temperature i poboljšati performanse zavarivanja čelika. Vanadijum u legiranom konstrukcionom čeliku se često koristi u kombinaciji sa manganom, hromom, molibdenom i volframom u konstrukcionom čeliku jer će smanjiti otvrdljivost u opštim uslovima termičke obrade.
6. Titan (Ti) Titanijum ima jak afinitet sa azotom, kiseonikom i ugljenikom, i ima jači afinitet sa sumporom od gvožđa. Stoga je dobar deoksidans i efikasan element za fiksiranje dušika i ugljika. Iako je titan jak element koji stvara karbide, on se ne kombinuje sa drugim elementima da bi formirao kompleksna jedinjenja. Titanijum karbid ima jaku silu vezivanja, stabilnost i nije ga lako razgraditi. Može se samo polako rastvoriti u čvrsti rastvor kada se zagreje na iznad 1000 stepeni u čeliku. Obrada metala WeChat, sadržaj je dobar, vrijedan pažnje. Pre nego što se rastvore, čestice titanijum karbida imaju efekat sprečavanja rasta zrna. Budući da je afinitet između titana i ugljika mnogo veći od onog između kroma i ugljika, titan se često koristi za fiksiranje ugljika u nehrđajućem čeliku kako bi se eliminiralo smanjenje hroma na granici zrna, čime se eliminira ili smanjuje intergranularna korozija čelika. Titan je također jedan od jakih elemenata za formiranje ferita, koji snažno povećava A1 i A3 temperature čelika. Titanijum može poboljšati plastičnost i žilavost običnog niskolegiranog čelika. Čvrstoća čelika se povećava kako titan fiksira dušik i sumpor i formira titanov karbid. Nakon normalizacije, zrna se rafiniraju, a taloženje u obliku karbida može značajno poboljšati plastičnost i udarnu žilavost čelika. Legirani konstrukcioni čelik koji sadrži titan ima dobra mehanička svojstva i procesna svojstva, ali je glavni nedostatak što je kaljivost malo loša.
7. Niobij (Nb) Niobij se može rastvoriti u čvrsti rastvor u čeliku i igrati ulogu u jačanju čvrstog rastvora. Kada se otapa u austenitu, otvrdljivost čelika se značajno poboljšava. Međutim, u obliku karbida i čestica oksida, rafinira zrna i smanjuje sposobnost kaljenja čelika. Može povećati stabilnost čelika na kaljenje i ima sekundarni učinak kaljenja. Količine niobija u tragovima mogu povećati čvrstoću čelika bez utjecaja na njegovu duktilnost ili žilavost. Zbog efekta rafiniranja zrna, može poboljšati udarnu žilavost čelika i smanjiti njegovu temperaturu lomljivog prijelaza. Kada je sadržaj više od 8 puta veći od ugljika, gotovo sav ugljik u čeliku se može fiksirati, tako da čelik ima dobru otpornost na vodik. U austenitnim čelicima može spriječiti međugranularnu koroziju čelika oksidirajućim medijima. Zbog fiksnog ugljika i taložnog stvrdnjavanja, može poboljšati svojstva čelika toplinske čvrstoće na visokim temperaturama, kao što je čvrstoća puzanja.