化學成分對球墨鑄鐵的性能有較大影響。合理的化學成分是鑄件力學性能和金相組織合格的前提。合金結構鋼化學成分主要包括碳、硅、錳、硫、磷五種元素。對于一些對組織及性能有特殊要求的鑄件，加入少量的合金元素。以下就合金結構鋼所含的化學成分及其含量對性能的影響做詳細的闡述：

(一)碳（C）:鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當碳量 0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過 0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

(二)硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30% 的硅。如果鋼中含 硅 量 超 過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入 1.0－1.2%的硅，強度可提高 15－20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅 1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用于電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

(三)錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳 0.30－0.50%。在碳素鋼中加入 0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如 16Mn 鋼比 A3屈服點高 40%。含錳 11－14%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

（四）磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于 0.045%，優質鋼要求更低些。

（五）硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優質鋼要求小于0.040%。在鋼中加入 0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

（六）鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

（七）鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。

（八）鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。