为了提高声测管的某些性能，获得某些特殊性能，冶炼过程中故意添加的元素称为合金元素。常用的合金元素有铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴等。
1.铬(cr)
铬可以增加声测管的淬透性和二次硬化，提高碳声测管的硬度和耐磨性，防止声测管变脆。当含量超过12%时，声测管具有良好的高温抗氧化和抗氧化腐蚀作用，也增加了声测管的热强度。铬是声测管耐酸声测管和耐热声测管的主要合金元素。铬可以提高声测管轧制状态的强度和硬度，降低伸长率和截面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度会降低，伸长率和截面收缩率会相应增加。含铬声测管零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。铬在调质结构中的主要作用是提高淬透性，使声测管淬火回火后具有良好的综合力学性能，在渗碳声测管中形成含铬碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。含铬弹簧声测管热处理不易脱碳。铬能提高声测管的耐磨性、硬度和红硬度，具有良好的回火稳定性。铬能提高电热合金的抗氧化、电阻和强度。
2.镍(Ni)
镍在声测管中强化铁素体，细化珠光体，整体效果是提高强度，对塑性影响不大。一般而言，在轧声测管、正火或退火状态下使用的低碳声测管不需要调质处理，一定的镍含量能提高声测管的强度而不显著降低其韧性。据统计，每增加1%的镍可以增加29.4Pa的强度。随着镍含量的增加，声测管的屈服程度快于抗拉强度，因此镍声测管的屈服程度高于普通声测管。镍在提高声测管强度的同时，对声测管韧性、塑性等工艺性能的损害小于其他合金元素。对于中碳声测管来说，镍降低了珠光体的转化温度，使珠光体变细；而且由于镍降低了共析点的碳含量，与碳含量相同的声测管相比，其珠光体更多，使得含镍的珠光体铁素体声测管的强度高于碳含量相同的声测管。相反，如果声测管的强度相同，镍声测管的碳含量可以适当降低，从而提高声测管的韧性和塑性。镍可以提高声测管对疲劳的抗力，降低声测管对缺口的敏感性。降低镍声测管低温脆性转换温度对低温声测管具有重要意义。含镍量3.5%的声测管可在-100℃使用，含镍量9%的声测管可在-196℃工作。镍不增加声测管对蠕变的抗力，因此一般不作为热强声测管的强化元素。
3.钼(Mo)
钼能提高声测管的淬透性和热强度，防止回火脆性，增加剩磁性和矫顽力以及某些介质的耐腐蚀性。在调质声测管中，钼大的零件淬深淬透，提高了声测管的抗回火性或回火稳定性，使零件在较高温度下回火，从而更有效地消除(或降低)残余应力，提高塑性。钼还能保持声测管的硬度相对稳定，增加变形。抗裂和磨损等。钼可以进一步提高有机酸(如蚁酸、醋酸、草酸等)的耐腐蚀性，以及过氧化氢、硫酸、亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉等。特别是钼的加入，防止了氯离子的存在引起的点腐蚀倾向。
4.钨(W)
除碳化物外，钨在声测管中部分溶解在铁中形成固溶体。其作用与钼相似，按质量分数计算，一般效果不如钼显著。钨在声测管中的主要样图是增加回火稳定性、红硬度、热强度和碳化物的耐磨性。因此主要用于声测管，如高速声测管、热锻模具声测管等。钨在优质弹簧声测管中形成难熔碳化物，可以缓解碳化物的聚集过程，保持高温强度。钨还可以降低声测管的过热敏感性，提高淬透性和硬度。65SiMnWA弹簧声测管热轧后空冷硬度高，50mm2截面的弹簧声测管可在油中淬透，可作为承受大负荷、耐热(不超过350℃)、受冲击的重要弹簧。30W4Cr2VA高强度耐热优质弹簧声测管，淬透性大，1050~1100℃淬火，550~650℃回火后抗拉强度达到1470~1666Pa。主要用于制造高温(不超过500℃)的弹簧。由于钨的加入可以显著提高声测管的耐磨性和切削性，钨是声测管的主要元素。
5.钒(v)
钒、碳、氨、氧亲和力强，形成相应的稳定化合物。钒主要以碳化物的形式存在于声测管中。其主要作用是细化声测管的结构和晶粒，降低声测管的强度和韧性。当高温溶于固溶体时，提高淬透性；相反，如果以碳化物的形式存在，淬透性会降低。钒增加淬火声测管的回火稳定性，产生二次硬化效应。除高速工具声测管外，声测管中钒含量一般不超过0.5%。钒能细化普通低碳声测管中的晶粒，提高正火后的强度、屈服比和低温特性，提高声测管的焊接性能。钒在合金结构声测管中，在一般热处理条件下会降低淬透性，因此常与锰、铬、钼和钨结合使用。钒主要是提高声测管的强度和屈服率，细化晶粒，提高调质声测管的过热敏感性。钒在声测管中细化晶粒，降低过热敏感性，提高回火稳定性和耐磨性，延长工具寿命。
6.钛(Ti)
钛、氮、氧、碳亲和力强，硫亲和力强于铁。因此，它是一种很好的脱氧去气剂和固定氮碳的有效元素。钛虽然是强碳化物形成元素，但不与其他元素结合形成复合化合物。碳化钛结合力强，稳定，不易分解。只有加热到1000℃以上，才能在固溶体中慢慢溶解。碳化钛颗粒在溶解前可以防止晶粒生长。由于钛与碳的亲和力远大于铬与碳的亲和力，声测管常用钛固定碳，以消除晶界铬的贫化，从而消除或减少声测管的晶间腐蚀。钛也是强铁氧体的元素之一，强烈提高了声测管的A1和A3温度。钛能提高普通低合金声测管的塑性和韧性。钛固定氮和硫，形成碳化钛，提高声测管的强度。正火细化晶粒，沉淀碳化物可显著提高声测管的塑性和冲击韧性。含钛合金结构声测管具有良好的力学性能和工艺性能，其主要缺点是淬透性差。高铬声测管通常需要添加碳含量约5倍的钛，这不仅可以提高声测管的耐腐蚀性(主要是抗晶间腐蚀)和韧性；它还可以组织声测管在高温下的晶粒生长倾向，提高声测管的焊接性能。
7.铌/颚(Nb/Cb)
铌与常和钽共生，在声测管中的作用相似。铌和钽部分溶解在固溶体中，起到固溶强化的作用。溶于奥氏体时，声测管的淬透性显著提高。然而，当碳化物和氧化物颗粒以碳化物和氧化物颗粒的形式存在时，细化晶粒，降低声测管的淬透性。它可以增加声测管的回火稳定性，具有二次硬化功能。微量铌可以提高声测管的强度，而不影响声测管的塑性或韧性。由于能提高声测管的冲击韧性，降低击韧性，降低其脆性转化温度。当含量大于碳的8倍时，声测管中几乎所有的碳都可以固定，使声测管具有良好的抗氢性。可以防止氧化介质对奥氏体晶体的腐蚀。由于固定碳和沉淀硬化，高热强声测管的高温性能，如蠕变强度。
8.锆(Zr)
锆是一种强碳化物形成元素，在声测管中的作用类似于铌、钽和钒。添加少量锆可以脱气、净化和细化晶粒，有利于声测管的低温性能和冲压性能。超高强度声测管和镍基高温合金常用于制造燃气发动机和弹道导弹结构。
9.钴(Co)
钴多用于特殊的声测管和合金，含钴的高速声测管具有高温硬度，与钼同时加入马氏体时效声测管可以获得超高硬度和良好的综合力学性能。此外，钴也是热强声测管和磁性材料中的重要合金元素。钴降低了声测管的淬透性，所以单独加入声测管会降低调质后的综合力学性能。钴可以强化铁素体，加入声测管，在退火或正火下提高声测管的硬度、屈服点和抗拉强度，对伸长率和截面收缩率有不利影响，冲击韧性也随着钴含量的增加而降低。钴具有抗氧化性能，用于耐热声测管和耐热合金。钴基合金燃气涡轮显示出其独特的功能。
