在自然界中，只有少数金属元素例如金、银、汞、铂系金属等存在游离形式，另外天外来客——陨石还带来少量的铜和铁等金属单质。其他绝大多数金属元素以化合态存在于各种矿物中，一般s区和d区ⅢB～Ⅲ族的金属元素多以氧化物类型矿物形式存在，而p区，ds区和d区Ⅲ族金属元素易形成硫化物并共生在一起。此外，s区金属元素也以卤化物形式大量存在于海水，盐岩矿中。
金属元素是具有金属通性的元素。
除Sn（锡）、Sb（锑）、Bi（铋）等少数几种金属的原子外层电子数大于或等于4以外，绝大多数金属原子的外层电子数均小于4，所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的化合物和氢氧化物一般呈碱性。
金属元素在元素周期表里的排布：
主族（除H）为碱金属元素，第二主族为碱土金属元素。第三副族到第二副族为过渡金属，过渡金属一般密度较大，熔沸点较高，有较好的导电、导热、延展性和耐腐蚀性。过渡金属的化合物及其溶液大多带有颜色。
硅（Si）
1、提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
2、硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，这是一般弹簧钢。
3、耐腐蚀性。硅的质量分数为15%-20%的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
4、磁钢中的主要合金元素（含量在0.40%范围内时，改善热裂倾向，含量高时，易形成柱状晶，增加热裂倾向）。
5、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性缺点：使钢的焊接性能恶化。
锰（Mn）
1、在低含量范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、稍稍改善钢的低温韧性。
4、在高含量范围内，作为主要的奥氏体化元素。
5、锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
6、锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是：①含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服；③当锰的质量分数超过1%时，会使钢的焊接性能变坏；④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
镍（Ni）
1、可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
2、镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。
3、改善钢的加工性和可焊性。
4、镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
钛（Ti）
1、钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度。
2、能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
铌（Nb）
1、铌和碳、氮、氧都有的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。
2、有的抗氢性能。
3、铌能提高钢的热强性。
氮（N）
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮。
1、钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出，并与钢中的Si、Al、Zr等元素化合，生成SiN、AlN、ZrN等氮化物。少量氮化物能细化钢的晶粒。氮化物多时，会使钢的塑性和韧性降低。
2、氮属于扩大奥氏体区元素，在钢中可部分代替镍的作用，是铬锰氮不锈钢中的合金元素，在低碳不锈钢中，可代替碳的作用，提高钢的强度。
