Carbono
O carbono pode afetar e determinar várias propriedades físicas, químicas e mecânicas do aço, como resistência, plasticidade e desempenho de soldagem, e também tem um impacto direto em tratamentos térmicos, como têmpera e recozimento do aço. O carbono pode formar carbonetos com alguns outros elementos no aço, e os carbonetos são uma estrutura metalográfica do aço. O carbono tem uma afinidade maior pelo oxigênio. Sob certas condições, a reação entre carbono e oxigênio é mais ativa do que a reação entre ferro e oxigênio, por isso é frequentemente usado como agente redutor e desoxidante no processo de fabricação de aço. O carbono também é um agente de têmpera no tratamento térmico. Durante o processo de oxidação do aço fundido, a interação entre carbono e oxigênio gera CO2, que faz com que o aço fundido ferva e se mexa, para que a composição e a temperatura do aço fundido possam ser uniformes. Além disso, a ebulição também pode purificar o aço fundido, para que inclusões e gases possam ser melhor removidos.
Silício
No processo de fabricação de aço, o silício também é frequentemente usado como agente redutor e desoxidante. O silício existe em ferrita ou austenita no aço na forma de solução sólida. Ele pode melhorar a resistência da solução sólida no aço e tem um forte efeito na taxa de endurecimento por deformação por trabalho a frio. Ao mesmo tempo, também pode reduzir a resistência à corrosão do aço até certo ponto. Uma certa quantidade de silício e uma certa quantidade de carbono no aço, com uma quantidade adequada de manganês, pode melhorar significativamente o limite de escoamento e o limite de tração após têmpera e revenimento. É frequentemente usado para fazer materiais de mola de alta carga. O aço de alto silício de baixo carbono ou ultrabaixo carbono de alto silício tem boa permeabilidade magnética, alta resistência e pequena força coercitiva, e baixa perda no núcleo. É frequentemente usado para fazer chapas de aço silício. O alto silício é combinado com elementos de liga como Mo, W e Cr, e também é frequentemente usado na produção de aço inoxidável e aço resistente ao calor.
Manganês
O manganês é um bom desoxidante e dessulfurizante. Quase todos os aços contêm uma certa quantidade de manganês. Ele pode eliminar e enfraquecer a fragilidade a quente do aço causada pelo enxofre, melhorando assim o desempenho do aço em trabalho a quente. O manganês e o ferro formam uma solução sólida, que pode melhorar a dureza e a resistência da ferrita ou austenita no aço. Ao mesmo tempo, é um elemento formador de carboneto e pode entrar na cementita para substituir uma parte dos átomos de ferro. O manganês pode aumentar significativamente a temperabilidade do aço; quando o teor de manganês é alto, ele tende a engrossar os grãos de aço e aumentar a fragilidade do revenido do aço; quando o resfriamento é inadequado após a fundição, laminação ou forjamento, defeitos de manchas brancas são facilmente gerados. Além disso, o manganês reduz a condutividade térmica do aço e aumenta seu coeficiente de expansão linear. Portanto, lingotes ou tarugos de aço com alto teor de manganês devem ser aquecidos e resfriados lentamente para evitar tensões internas excessivas e rachaduras. Isso é especialmente importante quando a seção transversal é grande. Como elemento de liga, o manganês possui as características de recursos relativamente abundantes e desempenho diversificado. Tem sido amplamente utilizado em aço.
