El acero redondo de 40Cr (GB/T 3077) tiene una composición de 0.37–0.44% de carbono (C), 0.17–0.37% de silicio (SI), 0.50–0.80% manganeso (MN), 0.80–1.10% de cromo (Cr), menor o igual a 0.0355 fosforus (P), menos que o igual a 0.035% de cromo (CR), menos que o igual a 0.0355 fosforus (P), menos que o igual a 0.035% de cromo (Seghur (igual a iguales.
El cromo y el carbono colaboran para aumentar la dureza química a través de la formación de carburo: el carbono (0.37–0.44%) proporciona los "bloques de construcción" para carburos, mientras que el cromo (0.80-1.10%) reacciona con carbono a carburos de cromo estables (CR₇C₃ y CR₂₃C₆). Estos carburos son más duros y se distribuyen más uniformemente que los carburos de hierro (Fe₃c) formados en aceros de carbono lisos (por ejemplo, 45#). Los carburos finos y dispersos se incorporan en la matriz martensítica después del tratamiento térmico, aumentando la dureza general al resistir el movimiento de dislocación. El manganeso (0.50–0.80%) mejora este efecto al aumentar la solubilidad del carbono en la austenita, lo que permite que se formen más carburos de cromo durante el enfriamiento. El silicio actúa como un desoxidante para reducir las inclusiones de óxido que debilitarían la matriz, mientras que los P/S están limitados para evitar compuestos frágiles que socavan la consistencia de la dureza.