Після додавання до сталі легуючих елементів вони існують у сталі в трьох основних формах. Тобто: утворення твердого розчину із залізом; утворення карбідів з вуглецем; і утворення інтерметалічних сполук у високолегованій сталі.
1. Розчинений у залізі
Майже всі легуючі елементи (крім Pb) можуть бути розчинені в залізі з утворенням сплаву фериту або сплаву аустеніту. Відповідно до їх впливу на -Fe або -Fe легуючі елементи можна розділити на дві категорії: розширюють область фази аустеніту та звужують область фази аустеніту.
Елементами, які розширюють фазову область, також відомими як елементи стабілізації аустеніту, є переважно Mn, Ni, Co, C, N, Cu тощо. Вони змушують точку A3 (точка переходу -Fe -Fe) опускатися, а точку A4 ( -Fe перехідна точка) зростає, тим самим розширюючи діапазон існування -фази. Серед них Ni, Mn тощо при додаванні певної кількості можуть розширювати фазову область до температури нижче кімнатної, внаслідок чого фазова область зникає, що називається елементом, який повністю розширює фазову область. Деякі інші елементи (такі як C, N, Cu тощо), хоч і розширюють площу фази, не можуть розширити її до кімнатної температури, тому їх називають елементами, які частково розширюють площу фази.
Елементи, які зменшують площу фази, також відомі як елементи стабілізації фериту, в основному включають Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr тощо. Вони збільшують точку A3 і зменшують точку A4 (крім хрому, коли вміст хрому становить менше 7%, точка A3 знижується, коли вона перевищує 7%, точка A3 швидко зростає), тим самим зменшуючи діапазон фазової площі та розширюючи стабільну область фериту. За різними функціями їх можна розділити на елементи, які повністю закривають площу фази (такі як Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si тощо), і елементи, які частково зменшують площу фази (такі як B , Nb, Zr тощо).
2. Карбідоутворюючі легуючі елементи можна розділити на дві категорії: карбідоутворюючі елементи та некарбідоутворюючі елементи відповідно до їх спорідненості з вуглецем у сталі.
Звичайні некарбідоутворюючі елементи включають: Ni, Co, Cu, Si, Al, N, B тощо. Вони в основному розчиняються у фериті та аустеніті. Звичайні карбідоутворюючі елементи включають: Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti тощо (розташовані в порядку стійкості утворених карбідів від слабкої до міцної). Деякі з них розчиняються в матричній фазі в сталі, а деякі утворюють легований цементит. Коли вміст високий, можуть утворюватися нові вуглецеві сполуки сплаву.
