Çelik malzemeler, temel olarak demir-karbon alaşımından oluşur. Ancak bileşiminde sadece karbon bulunması, çeliğin özelliklerinin sınırlı kalmasına neden olur. Bu sebeple, çeliklerde karbon elementi ile birlikte alüminyum (Al), krom (Cr), molibden (Mo), nikel (Ni), manganez (Mn), silikon (Si), vanadyum (V) ve tungsten (W) gibi elementler de alaşımlanır. Bu çeşitli elementlerle yapılan alaşımlama, çeliklere aşağıdaki özellikleri kazandırır:

1. Mukavemet Artışı: Alaşımlama elemanları, çeliğin mukavemetini artırır ve daha dayanıklı hale getirir.
2. Korozyon Direnci: Özellikle krom ve nikel gibi elementler, çeliğin korozyona karşı dayanıklılığını artırır.
3. Sertlik ve Aşınma Direnci: Vanadyum ve tungsten gibi elementler, çeliğin sertliğini ve aşınmaya karşı direncini artırır.
4. Isı Dayanımı: Molibden ve tungsten, çeliğin yüksek sıcaklıklarda mukavemetini korumasını sağlar.
5. İşlenebilirlik: Silikon ve manganez, çeliğin dövülme ve işlenme kabiliyetini artırır.
6. Toğluk ve Şok Direnci: Nikel ve molibden, çeliğin tokluğunu artırarak şok ve darbeler karşısında daha dayanıklı olmasını sağlar.
7. Manyetik Özellikler: Alüminyum ve silikon, çeliğin manyetik özelliklerini iyileştirir.