提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提升強度, 就要設法增加位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、二相(沉淀和彌散)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這些強化機制。

　　1. 對退火狀態下鋼的機械性能的影響

　　結構鋼在退火狀態下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶于鐵素體中, 形成合金鐵素體, 依靠固溶強化作用, 提升強度和硬度, 但同時降低塑性和韌性。

　　2.對退火狀態下鋼的機械性能的影響

　　由于合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增加, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀態下, 合金鋼沒有很大的優越性。

　　由于過冷奧氏體穩定性大, 合金鋼在正火狀態下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。

　　3. 對淬火、回火狀態下鋼的機械性能的影響

　　合金元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用顯著, 因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體, 回火時析出碳化物, 造成強烈的二相強化，同時使韌性大大改變, 故獲得馬氏體并對其回火是鋼的經濟和好用的綜合強化方法。