Ефективността на въглеродната стомана зависи главно от съдържанието на въглерод и микроструктурата на стоманата. В отгрято или горещо валцувано състояние, якостта и твърдостта на стоманата се увеличават с увеличаване на съдържанието на въглерод. Въпреки това, неговата пластичност и ударна якост се понижават, а заваряемостта и огъваемостта на студено се влошават. Следователно стоманата, използвана в инженерните конструкции, често ограничава въглеродното съдържание.
Остатъчни елементи и примеси като манган, силиций, никел, фосфор, сяра, кислород, азот и др. във въглеродната стомана също оказват влияние върху свойствата на въглеродната стомана. Тези ефекти понякога се подсилват взаимно, а понякога взаимно се компенсират. Например:
1 Сярата, кислородът, азотът могат да увеличат горещата крехкост на стоманата, а правилното количество манган може да намали или частично компенсира нейната гореща чупливост.
2 Остатъчните елементи намаляват ударната якост на стоманата и увеличават студената крехкост, с изключение на манган и никел.
3 В допълнение към намаляването на якостта на сярата и кислорода, други примесни елементи повишават якостта на стоманата в различна степен.
4 Почти всички примесни елементи могат да намалят пластичността и заваряемостта на стоманата.
Водородът може да причини много сериозни дефекти в стоманата, като бели петна, точкова сегрегация, водородна крехкост, мехурчета на повърхността и пукнатини в засегнатата от топлина зона на заваряване. За да се гарантира качеството на стоманата, е необходимо да се намали съдържанието на водород в стоманата, доколкото е възможно. Остатъчни елементи като алуминий, които са деоксидирани, могат да намалят тенденцията на стареене на нисковъглеродната стомана, а също така могат да рафинират зърната и да подобрят якостта на стоманата при ниски температури. Но останалото не трябва да бъде прекалено много. Остатъчните елементи, внесени от заряда, като никел, хром, молибден, мед и др., Могат да увеличат закаляемостта на стоманата, когато е висока, но са неблагоприятни за специални стомани, изискващи висока пластичност.
