研究表明，鋼的化學成分和組織對低溫韌性有明顯影響，P、C、Si使韌性脆轉變溫度升高，對低溫韌性不利，尤其以P、C最顯著，故其含量必須嚴格控制，通常低溫鋼中要求w（P）≤0.40%，w（C）≤0.20%，w（Si）≤0.60%，而Mn與Ni使韌性脆轉變溫度降低，對低溫韌性有利，鋼中Ni含量增高時，可以在更低的溫度保持相當高的沖擊韌性。
