在鋼中合金元素與碳是否生成碳化物，碳化物中的結構與形態對鋼的力學性能及耐磨性有很大的影響。合金元素分為碳化物形成元素及非碳化物形成元素兩類。

碳化物形成元素有Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Fe等，其碳化物的穩定次序按上述排列依次減弱。它們在生成碳化物的同時，一部分溶入鐵中形成固溶體。碳化物晶格類型分為晶格復雜的碳化物與晶格簡單的碳化物兩類。當rc/rMe>0.59(rc為碳原子半徑，rMe為金屬元素原子半徑)時形成晶格復雜的碳化物，如Fe3C、CrC3、(Cr, Fe)C3、 Cr23C6。、Cr3C、 Mn3C、 Fe3C、 (Fe, Mn)3C、FeW3C、Fe3Mo3C等;當rc/TMe <0.59時形成晶格簡單的碳化物，如MC型的TiC、NbC、 ZrC、 VC、 MoC、WC、TaC等，M2C型的W2C、Mo2C、 Ta2C 等，它們比上類熔點高，具有極高的分解溫度，熱處理時不易分解，不易溶入奧氏體。

非碳化物形成元素有Ni、Si、AI、Cu、Co、P、S等，它們與鐵形成固溶體，還有少量形成金屬夾雜物和金屬間化合物，如A12O2、AIN、 SiO2、FeSi、Ni3A、 MnS、(Fe, Mn)3P 等。