碳是提高大直徑鋼管強度和硬度的最有效元素。合金元素根據與鋼中碳的相互作用可分為兩大類：碳化合物形成元素和非碳化合物形成元素。

非碳化物形成元素，如硅、鋁、銅、鎳和鉻等。它們不能在大直徑鋼管中碳化，主要溶解在奧氏體和鐵素體中。

碳化物形成元素，如鈦、鈮、釩、鎢、鉻、錳、鐵等。它們與碳的結合力由強變弱。

不同的碳化物形成元素產生不同類型的碳化物。大直徑鋼管中的強碳化物形成元素鈦、鋯、釩、硼等與碳結合形成極其穩定的特殊化合物；當強碳化物形成元素的含量高時，強碳化物形成元素可以與碳結合形成高穩定性的復合碳化物；當含量低時，合金元素只能取代滲碳體中的鐵原子，形成穩定性差的合金滲碳體；錳是一種弱碳化物形成元素，只能形成合金滲碳體。

一般來說，碳化物越穩定，硬度越高。不銹鋼衛生管碳化物顆粒越細，對大直徑鋼管的強化效果越明顯。合金鋼的一些優點，如比碳鋼更耐磨，是由于合金碳化物的存在。然而，合金碳化物的有益效果只有在它們被適當地熔化、不銹鋼衛生管廠家熱加工和熱處理以獲得適當的形狀、尺寸和分布之后才能充分發揮。