为了提高钢铁材料的性能，通常采用合金化和超细晶化以及在冶炼时加入量合铌、钒、钛等合金元素的方法，其中合金元素的加入在不同的阶段发挥不同作用:在加热过程中能够抑制晶粒长大，在轧制过程中能够抑制回复与再结晶，在冷却的过程中起到沉淀强化和抑制相变的作用。
(1)金属主要有脆性和韧性两种断裂方式；
(2)钢中的碳和锰是对性能的影响 的两种元素，钢材的硬度和强度会随着碳含量的増加而增加，但韧性会降低；钢中的锰是固溶元素，一方面能和铁素体形成固溶体，同时也能形成碳化物，增加钢的强度；
(3)夹杂物对钢韧性的影响程度较强度而言要大很多，通常钢的强度越高其危害程度越大；由于夹杂物与钢基体之间存在的变形性差异和物理性质的不同，在加工变形的过程中会出现应力集中，导致钢材力学性能下降；
(4)钢材的力学性能主要由观组织所决定，魏氏体(W)和贝氏体(B)均能提高钢的强度和硬度，但降低了韧性，导致性能缺陷的发生。