U型钢作为建筑和机械制造领域常见的热轧型钢，其主要化学成分与普通碳素结构钢类似。核心元素包括铁(Fe)含量约98%作为基体，碳(C)含量控制在0.12%-0.20%之间以平衡强度和可焊性，同时添加锰(Mn)0.30%-0.60%提升淬透性。需要特别关注的是硫(S)和磷(P)等有害杂质元素，其含量必须严格控制在0.045%以下(根据GB/T 700标准)，这些微量元素虽然占比微小，却直接影响钢材的冷脆性和热脆性表现。
在某些特殊应用场景下，还会通过添加微量合金元素来改善性能。比如桥梁用U型钢可能含有铜(Cu)0.20%-0.50%增强耐候性，机械连接件用的高强度U型钢则会加入铬(Cr)0.80%-1.10%提高硬度。值得注意的是，Q235B与Q345B这两种常见牌号在硅(Si)含量上有明显差异，前者通常在0.30%以下而后者可达0.55%，这种变化直接影响材料的屈服强度(分别为235MPa和345MPa)。
从生产工艺角度看，现代U型钢往往会通过控轧控冷技术来优化晶体结构，此时钛(Ti)0.01%-0.02%和铌(Nb)0.015%-0.025%等微合金元素的加入能有效细化晶粒。特别是在低温环境下使用的U型钢，其镍(Ni)含量可能提升至0.30%-0.80%以改善低温韧性，这类细节元素的精确配比往往是各钢厂的核心技术秘密，也是不同品牌U型钢性能差异的关键所在。
