低温状态下使用的低碳钢或低合金钢中，增加含碳量将增加钢的脆性。元素磷可强烈增加钢的脆性，特别是低温脆性。某些淬火的合金钢（如Cr-Ni钢、Si-Mn钢等）在450~650℃回火后缓冷，韧性显著下降的高温回火脆性。钢的组织中出现石墨以后，使钢的强度及塑性降低，引起石墨化脆性。大部分碳钢加热到约300℃冷加工时，由于加工硬化和应变时效的同时作用使钢出现塑性下降和强度升高的蓝脆现象。渗碳层中渗碳体沿晶界分布形成网状骨架时，调质钢中沿晶界析出氮化铝薄片，钢材过热及过烧后，铬镍奥氏体不锈钢的σ相析出时，都使冲击韧性急剧下降，增大钢的脆性。某些杂质元素沿晶界富集引起的沿晶断裂等，产生这种晶间断裂的原因有晶界上存在脆性沉淀相，晶间弱化，晶界与环境相互作用，导致晶界脆化或沿晶界优先腐蚀等。

        钢中的显微组织不同，解理断裂的倾向也不同。晶粒粗大，解理断裂倾向增大，因为粗晶粒滑移距离长，位错塞积数目多，产生的应力集中更大，容易萌生裂纹。奥氏体高温转变产物中的片状珠光体和上贝氏体的冲击韧性值低于低温转变产物的下贝氏体和回火马氏体，就是因为在原奥氏体晶粒内珠光体或上贝氏体中，铁素体的解理面的取向近于一致，有利于解理断裂；而下贝氏体或回火马氏体针叶中的铁素体的取向不一，它们的间界即成为解理裂扩展的障碍。在腐蚀气氛环境中，活性介质的吸附等也有利于解理断裂发生，如氢脆大多为解理断裂或晶间断裂。

在低碳合金钢中，经不完全等温处理获得贝氏体（低温上贝氏体或下贝氏体）和马氏体混合组织，其韧性比单一马氏体或单一贝氏体组织好。这是由于贝氏体先于马氏体形成，奥氏体晶粒被分割成几个部分，使随后形成的马氏体限制在较小范围内，获得了组织单元极为细小的混合组织，当裂纹在此种组织中扩展时需消耗较大能量，故钢的韧性较高。钢中合金元素的作用见下表。

钢中合金元素的主要作用