Efter att legeringselement tillsatts stål, finns de i stålet i tre huvudformer. Det vill säga: bilda en fast lösning med järn; bildning av karbider med kol; och bildande av intermetalliska föreningar i höglegerat stål.
1. Upplöst i järn
Nästan alla legeringsämnen (utom Pb) kan lösas i järn för att bilda legeringsferrit eller legeringsaustenit. Beroende på deras effekter på -Fe eller -Fe kan legeringselement delas in i två kategorier: utvidgning av austenitfasområdet och krympning av austenitfasområdet.
De element som expanderar fasområdet - även kända som austenitstabiliserande element, är huvudsakligen Mn, Ni, Co, C, N, Cu, etc. De får A3-punkten ( -Fe -Fe-övergångspunkt) att sjunka och A4-punkten ( -Fe-övergångspunkt) stiger, och därigenom utökar existensområdet för -fasen. Bland dem kan Ni, Mn, etc., när de tillsätts till en viss mängd, expandera fasområdet till under rumstemperatur, vilket gör att fasområdet försvinner, vilket kallas det element som helt expanderar fasområdet. Vissa andra element (som C, N, Cu, etc.), även om de expanderar fasarean, kan inte expandera den till rumstemperatur, så de kallas element som delvis expanderar fasarean.
Element som minskar fasarean - även kända som ferritstabiliserande element, inkluderar främst Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr, etc. De ökar A3-punkten och minskar A4-punkten (förutom krom, när kromhalten är mindre än 7 %, minskar A3-punkten när den är större än 7 %, A3-punkten stiger snabbt), vilket minskar fasareans intervall och utökar det stabila ferritområdet. Beroende på deras olika funktioner kan de delas in i element som helt sluter fasarean (som Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, etc.) och element som delvis reducerar fasarean (som B Nb, Zr, etc.).
2. Karbidbildande legeringselement kan delas in i två kategorier: karbidbildande element och icke-karbidbildande element enligt deras affinitet med kol i stål.
Vanliga icke-karbidbildande element inkluderar: Ni, Co, Cu, Si, Al, N, B, etc. De är i princip lösta i ferrit och austenit. Vanliga karbidbildande element inkluderar: Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti, etc. (arrangerade i ordning efter stabiliteten hos de formade karbiderna från svag till stark). En del av dem är lösta i matrisfasen i stål och en del bildar legerad cementit. När halten är hög kan nya legerade kolföreningar bildas.
