碳：碳固溶于奥氏体中能提高钢的强度和抗磨性。碳量过低时加工硬化后达不到要求的硬度；碳量过高时铸态组织中出现大量粗大碳化物，在随后的固溶处理时很难完全溶入奥氏体中。碳化物对抗磨性和冲击韧性危害很大，因此高温钢的含碳量范围是0.9-1.4%，并且根据铸件的使用要求和壁厚情况分别选用之。壁薄、冲击能量较小或抗磨性要求较高的零件含碳量取上限；壁厚或冲击韧性要求较高的零件含碳量取下限。
　　锰：锰的作用是促进奥氏体的形成，它与碳相配合以获得单相奥氏体组织。锰含量过低时不能满足生成奥氏体的需要，过高时不仅对力学性能无明显益处、反而易产生粗大柱状晶和易形成裂纹。因此，所用的含锰量范围是10-14%。可见，锰量与碳量是稳定高锰钢单相奥氏体组织的主要因素。
　　硅：为保证钢液的良好脱氧条件，高锰钢中的硅含量应高于0.3%，可是硅降低碳在奥氏体中的溶解度，导致碳化物量增多，使冲击韧性和抗磨性恶化。故重要铸件的含硅量范围是0.3-0.5%，一般上限含量都不超过0.8-0.9%。
　　磷和硫：磷是高锰钢中的有害元素。由于奥氏体的高含碳量降低了磷在其中的溶解度，磷以磷化物形式呈薄膜状析出于奥氏体晶界，降低钢的力学性能和抗磨性。通常，磷含量应低于0.08%。若钢中加人较多的铝(0.25%)，在钢液中形成高熔点的A1P(熔点-1700℃)，降低了以后于奥氏体晶界析出融化物薄膜的倾向，可明显改善冲击韧性和使用寿命。钢中高锰量使大部分硫以硫化锰进入渣中，故此钢中含硫量很低，一般不大于0.03%，对性能影响不大。
　　铬、钼和钒：高锰钢的屈服强度较低，当承受大能量冲击负荷时易使整个铸件发生塑性变形。为此可向钢中加入2-4%Cr，或者加入适量的Mo、V等元素。它们能形成细小碳化物颗粒起弥散强化作用，提高屈服强度，同时也提高了冲击韧性和抗磨性。
　　稀土：稀土元素能改善钢的冲击韧性和铸造性能。高锰钢的流动性很好，但是收缩大 (自由线收缩牢为2.4-3.0%)，导热性差(400℃以下的导热率约为ZG25的一半)，因而裂纹倾向大。加入0.2-0.3%稀土后可使抗热裂性显著改善．并且减少铸态碳化物析出和增加加工硬化能力。