(1) Cr Chromium สามารถเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กและมีผลในการชุบแข็งขั้นที่สอง สามารถปรับปรุงความแข็งและความต้านทานต่อการสึกหรอของเหล็กกล้าคาร์บอนได้โดยไม่ทำให้เหล็กเปราะ เมื่อเนื้อหาเกิน 12% เหล็กจะมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนของออกซิเดชั่นได้ดี และยังเพิ่มความแข็งแรงทางความร้อนของเหล็กอีกด้วย โครเมียมเป็นองค์ประกอบผสมหลักของเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กทนกรด และเหล็กทนความร้อน
โครเมียมสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนในสถานะกลิ้ง และลดการยืดตัวและการหดตัวของพื้นที่ เมื่อปริมาณโครเมียมเกิน 15% ความแข็งแรงและความแข็งจะลดลง และการยืดตัวและการลดพื้นที่จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ชิ้นส่วนที่มีเหล็กโครเมียมสามารถรับคุณภาพการประมวลผลพื้นผิวที่สูงขึ้นหลังจากการเจียรได้อย่างง่ายดาย
บทบาทหลักของโครเมียมในโครงสร้างที่ดับแล้วและผ่านความร้อนคือการปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็ง เพื่อให้เหล็กมีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดีขึ้นหลังจากการดับและแบ่งเบาบรรเทา คาร์ไบด์ที่มีโครเมียมสามารถก่อตัวขึ้นในเหล็กคาร์บูไรซิ่งได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความต้านทานพื้นผิวของวัสดุ มีฤทธิ์กัดกร่อน เหล็กสปริงที่มีโครเมียมนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแยกคาร์บอนออกระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน โครเมียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ ความแข็ง และความแข็งสีแดงของเหล็กกล้าเครื่องมือ และมีเสถียรภาพในการแบ่งเบาบรรเทาที่ดี ในโลหะผสมความร้อนไฟฟ้า โครเมียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทาน และความแข็งแรงของโลหะผสมได้
(2) Ni Nickel เสริมความแข็งแกร่งให้กับเฟอร์ไรต์และปรับแต่งไข่มุกในเหล็ก ผลกระทบโดยรวมคือการเพิ่มความแข็งแรงและไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความเป็นพลาสติก โดยทั่วไปแล้ว สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่ไม่ต้องการการชุบแข็งและการอบคืนตัว และใช้ในการรีด การทำให้เป็นมาตรฐาน หรือการอบอ่อน ปริมาณนิกเกิลบางอย่างสามารถเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กได้โดยไม่ลดความเหนียวลงอย่างมีนัยสำคัญ จากสถิติพบว่านิกเกิลที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 1% สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ประมาณ 29.4Pa เมื่อปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้น ระดับผลผลิตของเหล็กจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าความต้านทานแรงดึง ดังนั้นอัตราส่วนของเหล็กที่ประกอบด้วยนิกเกิลจึงอาจสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา แม้ว่านิกเกิลจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก แต่ก็มีความเสียหายต่อความเหนียว ความเหนียว และคุณสมบัติกระบวนการอื่นๆ ของเหล็กน้อยกว่าองค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง เนื่องจากนิกเกิลจะลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของเพิร์ลไลต์ลง และทำให้เพิร์ลไลต์บางลง และเนื่องจากนิกเกิลลดปริมาณคาร์บอนที่จุดยูเทคตอยด์ เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนเท่ากัน จำนวนเพิร์ลไลต์จึงมีมากกว่า ความแข็งแรงของเหล็กเฟอร์ไรต์มุกที่ประกอบด้วยนิกเกิลนั้นสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนเท่ากัน
ในทางตรงกันข้าม หากความแข็งแรงของเหล็กยังคงเท่าเดิม ปริมาณคาร์บอนของเหล็กที่มีนิกเกิลจะลดลงอย่างเหมาะสม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเหนียวและความเป็นพลาสติกของเหล็ก นิกเกิลสามารถปรับปรุงความต้านทานของเหล็กต่อความล้าและลดความไวของเหล็กต่อรอยบาก นิกเกิลช่วยลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงความเปราะที่อุณหภูมิต่ำของเหล็ก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเหล็กอุณหภูมิต่ำ เหล็กที่มีนิกเกิล 3.5% สามารถใช้งานได้ที่ -100 องศา ในขณะที่เหล็กที่มีนิกเกิล 9% สามารถใช้งานได้ที่ -196 องศา นิกเกิลไม่ได้เพิ่มความต้านทานต่อการคืบของเหล็ก ดังนั้นโดยทั่วไปจึงไม่ถูกใช้เป็นองค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งสำหรับเหล็กเสริมความร้อน
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่มีปริมาณนิกเกิลสูงจะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้นหรือลดลง การใช้คุณลักษณะนี้ ทำให้สามารถออกแบบและผลิตโลหะผสมที่มีความแม่นยำและวัสดุโลหะคู่ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำมากหรือแน่นอนได้
นอกจากนี้ นิกเกิลที่เติมลงในเหล็กไม่เพียงแต่ต้านทานกรดเท่านั้น แต่ยังต้านทานด่างอีกด้วย และยังมีความต้านทานการกัดกร่อนต่อบรรยากาศและเกลืออีกด้วย นิกเกิลเป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งในเหล็กสเตนเลสทนกรด
