Çeliklerin mekanik ve kimyasal özellikleri, bünyelerinde barındırdıkları alaşım elementlerinin türü ve miktarına göre şekillenir. Aşağıda takım çeliklerinde en sık kullanılan elementlerin etkilerini inceleyebilirsiniz.
Çeliğin en temel alaşım elementidir. Sertlik ve mukavemeti doğrudan artırır. Karbon oranı arttıkça çeliğin su alma (sertleşme) yeteneği yükselir; ancak tokluk, süneklik ve işlenebilirlik özellikleri azalır. Karbon ayrıca karbür oluşturan diğer elementlerle birleşerek aşınma direncini artıran sert karbür fazları meydana getirir.
Çeliğe sertleşebilirlik, aşınma direnci ve yüksek sıcaklık dayanımı kazandırır. En önemli özelliklerinden biri de paslanmazlık ve korozyon direncini artırmasıdır (çelikte en az %12 oranında bulunursa paslanmaz çelik sınıfına girer). Krom karbürleri çeliğin aşınma dayanımını büyük oranda yükseltir.
Çeliğin mukavemetini ve sertleşebilirliğini artırır. Oksijen ve kükürt giderici (deoksidan) olarak kritik bir role sahiptir. Demir ile kükürtün birleşerek oluşturduğu sıcak kırılganlığı önler, kükürtü zararsız MnS (manganez sülfür) bileşiğine dönüştürür. Ayrıca çeliğin dövülme ve kaynak kabiliyetini geliştirir.
Çeliğin sertleşebilirliğini, yüksek sıcaklıklardaki çekme dayanımını ve sürünme (krip) direncini artırır. Özellikle temper gevrekliğini (temper kırılganlığı) önlemede son derece etkilidir. Krom ve nikel ile birlikte kullanıldığında korozyon direncini (özellikle çukurcuk korozyonunu) önemli derecede yükseltir.
Çok güçlü bir karbür yapıcıdır. Tane büyümesini engelleyerek ince taneli bir mikroyapı elde edilmesini sağlar. Bu sayede çeliğin hem aşınma dayanımını hem de darbe tokluğunu aynı anda artırır. Kesici takımlarda kesme kenarının keskinliğini korumasına yardımcı olur.
Çelik üretiminde ana deoksidanlardan (oksijen giderici) biridir. Çeliğin akma ve çekme dayanımını artırır. Yay çeliklerinde elastikiyeti yükseltmek için özellikle kullanılır. Ayrıca tufal oluşumunu azaltarak tufal direncini ve çeliğin asit korozyonuna karşı dayanımını iyileştirir.
Çok sert ve kararlı karbürler oluşturur. Çeliğin yüksek sıcaklıklarda sertliğini korumasını sağlar (kızıl sertlik). Bu yönüyle sıcak iş takım çelikleri ve hızlı kesme çeliklerinin (HSS) vazgeçilmez elementidir. Aşınma direncini ve temperleme dayanımını zirveye taşır.
Çeliğin tokluğunu ve darbe direncini, özellikle çok düşük sıcaklıklarda bile kayda değer şekilde artırır. Sertleşebilirliği iyileştirir. Krom ile birlikte kullanıldığında ostenitik paslanmaz çeliklerin yapısını kararlı kılar ve genel korozyon direncini en üst seviyeye çıkarır.
Çeliğin yüksek sıcaklıklarda sertliğini koruma yeteneğini (kızıl sertlik) artırır ve aşırı ısınma durumunda tane kabalaşmasını önler. Hızlı kesme çeliklerinde alaşımlanarak kesme performansını ve takım ömrünü artırır. Diğer elementlerin aksine sertleşebilirliği azaltıcı etki yapar ancak tokluk ve kızıl sertlik için kritiktir.