Elemen paduan umum termasuk kromium, nikel, molibdenum, tungsten, vanadium, titanium, niobium, zirkonium, kobalt, silikon, mangan, aluminium, tembaga, boron, tanah jarang dan sebagainya. Fosfor, belerang, dan nitrogen juga bertindak sebagai paduan di beberapa kelas baja (misalnya 11SMn30).
1. Chromium (Cr) Chromium dapat meningkatkan kekerasan baja dan memiliki efek pengerasan sekunder, yang dapat meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus baja karbon tanpa membuat baja rapuh. Ketika konten melebihi 12 persen, baja memiliki ketahanan oksidasi suhu tinggi dan ketahanan korosi oksidasi yang baik, dan juga meningkatkan kekuatan termal baja. Chromium adalah elemen paduan utama baja tahan asam tahan karat dan baja tahan panas. Chromium dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan baja karbon dalam keadaan tergulung, dan mengurangi perpanjangan dan pengurangan area. Ketika kandungan kromium melebihi 15 persen , kekuatan dan kekerasan akan menurun, dan pemanjangan dan pengurangan area akan meningkat. Fungsi utama kromium dalam struktur yang dipadamkan dan ditempa adalah untuk meningkatkan kemampuan pengerasan, sehingga baja memiliki sifat mekanik komprehensif yang lebih baik setelah pendinginan dan tempering. Pada baja karburasi, karbida yang mengandung krom juga dapat dibentuk, sehingga meningkatkan ketahanan permukaan material. Abrasif. Baja pegas yang mengandung kromium tidak mudah didekarburasi selama perlakuan panas. Chromium dapat meningkatkan ketahanan aus, kekerasan dan kekerasan merah baja perkakas, dan memiliki stabilitas tempering yang baik. Dalam paduan elektrotermal, kromium dapat meningkatkan ketahanan oksidasi, ketahanan dan kekuatan paduan.
2. Nikel（Ni）Nikel memperkuat ferit dan memurnikan perlit dalam baja. Efek keseluruhannya adalah untuk meningkatkan kekuatan, dan efeknya pada plastisitas tidak signifikan. Secara umum, untuk baja karbon rendah yang digunakan dalam keadaan digulung, dinormalisasi, atau dianil tanpa perlakuan quenching dan tempering, kandungan nikel tertentu dapat meningkatkan kekuatan baja tanpa mengurangi ketangguhannya secara signifikan. Sambil meningkatkan kekuatan baja, nikel memiliki lebih sedikit kerusakan pada ketangguhan, plastisitas, dan sifat proses baja lainnya dibandingkan elemen paduan lainnya. Untuk baja karbon sedang, karena nikel mengurangi suhu transformasi perlit, perlit menjadi lebih tipis; dan karena nikel mengurangi kandungan karbon pada titik eutektoid, jumlah perlit lebih besar daripada baja karbon dengan kandungan karbon yang sama. Kekuatan baja feritik perlitik yang mengandung nikel lebih tinggi daripada baja karbon dengan kandungan karbon yang sama. Sebaliknya, jika kekuatan baja sama, kandungan karbon pada baja yang mengandung nikel dapat dikurangi dengan tepat, sehingga ketangguhan dan plastisitas baja dapat ditingkatkan. Nikel dapat meningkatkan ketahanan baja terhadap kelelahan dan mengurangi sensitivitas baja terhadap takik. Nikel mengurangi suhu transisi rapuh baja suhu rendah, yang sangat penting untuk baja suhu rendah. Baja dengan 3,5 persen nikel dapat digunakan pada -100 derajat , dan baja dengan 9 persen nikel dapat bekerja pada -196 derajat . Nikel tidak meningkatkan ketahanan baja terhadap mulur, sehingga umumnya tidak digunakan sebagai elemen penguat untuk baja yang kuat secara termal. Selain itu, nikel yang ditambahkan ke baja tidak hanya tahan asam, tetapi juga tahan alkali, dan memiliki ketahanan korosi terhadap atmosfer dan garam. Nikel adalah salah satu elemen penting dalam baja tahan karat tahan asam.
3. molybdenum（Mo） Molybdenum dapat meningkatkan hardenability dan thermal strength pada baja, mencegah temper brittleness, meningkatkan remanence dan coercivity serta ketahanan korosi pada media tertentu.
4. Tungsten（W） Selain membentuk karbida dalam baja, tungsten sebagian larut menjadi besi untuk membentuk larutan padat. Efeknya mirip dengan molibdenum. Dihitung dengan fraksi massa, efek umum tidak sepenting molibdenum. Pola utama tungsten pada baja adalah untuk meningkatkan stabilitas temper, kekerasan merah, kekuatan termal, dan peningkatan ketahanan aus karena pembentukan karbida. Oleh karena itu, ini terutama digunakan untuk baja perkakas, seperti baja berkecepatan tinggi, baja untuk cetakan tempa panas, dll. Karena penambahan tungsten, ketahanan aus dan kemampuan mesin baja dapat ditingkatkan secara signifikan, jadi tungsten adalah elemen utama dari baja perkakas paduan.
5. Vanadium（V） Vanadium memiliki afinitas yang kuat dengan karbon, amonia dan oksigen, dan membentuk senyawa stabil yang sesuai dengannya. Vanadium ada terutama dalam bentuk karbida dalam baja. Fungsi utamanya adalah untuk menghaluskan struktur dan butiran baja serta mengurangi kekuatan dan ketangguhan baja. Ketika dilarutkan ke dalam larutan padat pada suhu tinggi, itu meningkatkan kemampuan mengeras; sebaliknya, bila ada dalam bentuk karbida, itu mengurangi kemampuan mengeras. Vanadium meningkatkan stabilitas temper baja keras dan menghasilkan efek pengerasan sekunder. Kandungan vanadium dalam baja, kecuali baja perkakas berkecepatan tinggi, umumnya tidak lebih dari 0,5 persen . Vanadium dapat memurnikan butiran dalam baja paduan karbon rendah biasa, meningkatkan rasio kekuatan dan hasil setelah normalisasi dan karakteristik suhu rendah, dan meningkatkan kinerja pengelasan baja. Vanadium dalam baja struktural paduan sering digunakan dalam kombinasi dengan mangan, kromium, molibdenum, dan tungsten dalam baja struktural karena akan mengurangi kemampuan pengerasan pada kondisi perlakuan panas umum.
6. Titanium（Ti） Titanium memiliki afinitas yang kuat dengan nitrogen, oksigen, dan karbon, dan memiliki afinitas yang lebih kuat dengan belerang daripada besi. Oleh karena itu, ini adalah deoxidizer yang baik dan elemen yang efektif untuk mengikat nitrogen dan karbon. Meskipun titanium merupakan unsur pembentuk karbida yang kuat, ia tidak bergabung dengan unsur lain untuk membentuk senyawa kompleks. Titanium carbide memiliki daya ikat yang kuat, stabil, dan tidak mudah terurai. Itu hanya dapat dilarutkan secara perlahan ke dalam larutan padat ketika dipanaskan hingga di atas 1000 derajat dalam baja. Pemrosesan logam WeChat, kontennya bagus, layak untuk diperhatikan. Sebelum dibubarkan, partikel titanium karbida memiliki efek mencegah pertumbuhan butir. Karena afinitas antara titanium dan karbon jauh lebih besar daripada antara kromium dan karbon, titanium sering digunakan untuk memperbaiki karbon dalam baja tahan karat untuk menghilangkan penipisan kromium pada batas butir, sehingga menghilangkan atau mengurangi korosi intergranular baja. Titanium juga merupakan salah satu elemen pembentuk ferit yang kuat, yang sangat meningkatkan suhu baja A1 dan A3. Titanium dapat meningkatkan plastisitas dan ketangguhan pada baja paduan rendah biasa. Kekuatan baja meningkat saat titanium mengikat nitrogen dan belerang dan membentuk titanium karbida. Setelah normalisasi, butiran dihaluskan, dan pengendapan untuk membentuk karbida dapat secara signifikan meningkatkan plastisitas dan ketangguhan impak baja. Baja struktural paduan yang mengandung titanium memiliki sifat mekanik dan sifat proses yang baik, tetapi kelemahan utamanya adalah kemampuan pengerasannya sedikit buruk.
7. Niobium（Nb） Niobium dapat larut menjadi larutan padat dalam baja dan berperan dalam penguatan larutan padat. Ketika dilarutkan dalam austenit, kekerasan baja meningkat secara signifikan. Namun, dalam bentuk partikel karbida dan oksida, ia memurnikan butiran dan mengurangi kemampuan pengerasan baja. Ini dapat meningkatkan stabilitas temper baja dan memiliki efek pengerasan sekunder. Jumlah jejak niobium dapat meningkatkan kekuatan baja tanpa mempengaruhi keuletan atau ketangguhannya. Karena efek penyempurnaan butiran, ini dapat meningkatkan ketangguhan impak baja dan mengurangi suhu transisi getasnya. Bila kandungannya lebih dari 8 kali karbon, hampir semua karbon dalam baja dapat diperbaiki, sehingga baja memiliki ketahanan hidrogen yang baik. Pada baja austenitik, dapat mencegah korosi intergranular baja dengan mengoksidasi media. Karena karbon tetap dan pengerasan presipitasi, dapat meningkatkan sifat suhu tinggi baja kekuatan termal, seperti kekuatan mulur.