금속 재료의 기계적, 물리적, 화학적 성질을 개선하기 위해 탄소강에 합금을 첨가한다. 강이 기본적으로 가지고 있는 5대 원소는 탄소, 망간, 규소, 황, 인이다. 합금 원소와 강의 5대 원소의 상호작용 및 열처리 공정 제어에서 합금강의 특징이 결정된다.
| 원소 | 기호 | 작용 |
|---|---|---|
| 탄소 | C | 강도, 경도 증가 연신율, 충격값 감소 |
| 망간 | Mn | 담금질 효과(경화능) 강화 강도, 경도, 인성 증가 가공성 향상 황의 부작용 감소 |
| 규소 | Si | 인장강도 증가 연신율, 충격값 감소 |
| 황 | S | 강도 감소 연신율, 충격값 감소 취성 증가 |
| 인 | P | 강도, 경도 증가 연신율, 충격값 감소 취성 증가 가공성, 용접성 감소 |
| 원소 | 강도 | 경도 | 연신율 | 충격값 | 취성 | 가공성 | 인성 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 탄소 | ↑ | ↑ | ↓ | ↓ | |||
| 망간 | ↑ | ↑ | ↑ | ↑ | |||
| 규소 | ↑ | ↓ | ↓ | ||||
| 황 | ↓ | ↓ | ↓ | ↑ | |||
| 인 | ↑ | ↑ | ↓ | ↓ | ↑ | ↓ |
위쪽 화살표(↑)는 커지는 것을, 아래쪽 화살표(↓)는 작아지는 것을 나타낸다.