ด้วยการพัฒนาของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และอุตสาหกรรม ทำให้มีความต้องการวัสดุที่มากขึ้น เช่น ความแข็งแรง ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง แรงดันสูง อุณหภูมิต่ำ ความทนทานต่อการกัดกร่อน การสึกหรอ และคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีพิเศษอื่นๆ เหล็กกล้าคาร์บอนไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้อย่างเต็มที่อีกต่อไป ประสิทธิภาพของเหล็กกล้าคาร์บอนมีข้อบกพร่องหลักๆ ดังต่อไปนี้:
(1) โดยทั่วไป เส้นผ่านศูนย์กลางการชุบแข็งสูงสุดของเหล็กกล้าคาร์บอนที่ชุบแข็งด้วยน้ำคือเพียง 10 มม. -20 มม. เนื่องจากมีความสามารถในการชุบแข็งต่ำ
(2) ความแข็งแรงและความแข็งแรงผลผลิตค่อนข้างต่ำ ตัวอย่างเช่น σ s ของเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา Q235 อยู่ที่ 235 MPa ในขณะที่ σ s ของเหล็กกล้าโครงสร้างโลหะผสมต่ำ 16Mn อยู่เหนือ 360 MPa σ s/σ b ของเหล็กกล้า 40 อยู่ที่ 0.43 เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่ามาก
(3) เสถียรภาพในการอบชุบต่ำ: เนื่องจากเสถียรภาพในการอบชุบต่ำ เหล็กกล้าคาร์บอนจึงต้องมีอุณหภูมิการอบชุบที่ต่ำกว่าเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงสูงขึ้นในระหว่างการดับและการอบชุบ ส่งผลให้เหล็กมีความเหนียวต่ำลง เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเหนียวที่ดี ความแข็งแรงจะต่ำเมื่อใช้อุณหภูมิการอบชุบสูง ดังนั้น ระดับประสิทธิภาพเชิงกลโดยรวมของเหล็กกล้าคาร์บอนจึงไม่สูง
(4) เหล็กกล้าคาร์บอนมักมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานความร้อน ความต้านทานอุณหภูมิต่ำ ความต้านทานการสึกหรอ และคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าพิเศษที่ไม่ดี ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพพิเศษได้