為了提高鋼鐵材料的性能，通常采用合金化和超細晶化以及在冶煉時加入量合鈮、釩、鈦等合金元素的方法，其中合金元素的加入在不同的階段發揮不同作用:在加熱過程中能夠抑制晶粒長大，在軋制過程中能夠抑制回復與再結晶，在冷卻的過程中起到沉淀強化和抑制相變的作用。
(1)金屬主要有脆性和韌性兩種斷裂方式；
(2)鋼中的碳和錳是對性能的影響 的兩種元素，鋼材的硬度和強度會隨著碳含量的増加而增加，但韌性會降低；鋼中的錳是固溶元素，一方面能和鐵素體形成固溶體，同時也能形成碳化物，增加鋼的強度；
(3)夾雜物對鋼韌性的影響程度較強度而言要大很多，通常鋼的強度越高其危害程度越大；由于夾雜物與鋼基體之間存在的變形性差異和物理性質的不同，在加工變形的過程中會出現應力集中，導致鋼材力學性能下降；
(4)鋼材的力學性能主要由觀組織所決定，魏氏體(W)和貝氏體(B)均能提高鋼的強度和硬度，但降低了韌性，導致性能缺陷的發生。