Setelah unsur paduan ditambahkan ke baja, unsur tersebut ada dalam baja dalam tiga bentuk utama. Yaitu: membentuk larutan padat dengan besi; membentuk karbida dengan karbon; dan membentuk senyawa intermetalik dalam baja paduan tinggi.
1. Dilarutkan dalam zat besi
Hampir semua unsur paduan (kecuali Pb) dapat dilarutkan dalam besi untuk membentuk ferit paduan atau austenit paduan. Berdasarkan pengaruhnya terhadap -Fe atau -Fe, unsur paduan dapat dibagi menjadi dua kategori: memperluas daerah fase austenit dan mengecilkan daerah fase austenit.
Unsur-unsur yang memperluas daerah fase - juga dikenal sebagai unsur-unsur penstabil austenit, terutama Mn, Ni, Co, C, N, Cu, dll. Mereka membuat titik A3 (titik transisi -Fe -Fe) turun dan titik A4 (titik transisi -Fe) naik, dengan demikian memperluas rentang keberadaan -fase. Di antara mereka, Ni, Mn, dll., ketika ditambahkan ke jumlah tertentu, dapat memperluas daerah fase ke bawah suhu kamar, menyebabkan daerah fase menghilang, yang disebut unsur yang sepenuhnya memperluas daerah fase. Beberapa unsur lain (seperti C, N, Cu, dll.), meskipun mereka memperluas daerah fase, tidak dapat mengembangkannya ke suhu kamar, sehingga mereka disebut unsur yang memperluas sebagian daerah fase.
Elemen yang mengurangi area fase - juga dikenal sebagai elemen penstabil ferit, terutama meliputi Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr, dll. Mereka meningkatkan titik A3 dan menurunkan titik A4 (kecuali kromium, ketika kandungan kromium kurang dari 7%, titik A3 menurun; ketika lebih besar dari 7%, titik A3 meningkat dengan cepat), sehingga mengurangi rentang area fase dan memperluas area stabil ferit. Menurut fungsinya yang berbeda, mereka dapat dibagi menjadi elemen yang sepenuhnya menutup area fase (seperti Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, dll.) dan elemen yang sebagian mengurangi area fase (seperti B, Nb, Zr, dll.).
2. Elemen paduan pembentuk karbida dapat dibagi menjadi dua kategori: elemen pembentuk karbida dan elemen bukan pembentuk karbida sesuai dengan afinitasnya dengan karbon dalam baja.
Unsur-unsur pembentuk non-karbida yang umum meliputi: Ni, Co, Cu, Si, Al, N, B, dll. Unsur-unsur tersebut pada dasarnya terlarut dalam ferit dan austenit. Unsur-unsur pembentuk karbida yang umum meliputi: Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti, dll. (disusun berdasarkan kestabilan karbida yang terbentuk dari yang lemah hingga yang kuat). Beberapa di antaranya terlarut dalam fase matriks dalam baja, dan beberapa membentuk sementit paduan. Bila kandungannya tinggi, senyawa karbon paduan baru dapat terbentuk.
