Ο στρογγυλός χάλυβας 40CR (GB/T 3077) έχει σύνθεση 0,37-0,44% άνθρακα (C), 0,17-0,37% πυρίτιο (SI), 0,50-0,80% μαγγάνιο (MN), 0,80-1,10% χρωμίου (CR), λιγότερο από ή ίσο με 0,035% φόστη (P), λιγότερο από το ή ίσο με 0,0% θάνατο (S).
Το χρωμίου και ο άνθρακας συνεργάζονται για να ενισχύσουν τη χημική σκληρότητα μέσω του σχηματισμού καρβιδίου: ο άνθρακας (0,37-0,44%) παρέχει τα "δομικά στοιχεία" για καρβίδια, ενώ το χρωμίου (0,80-1,10%) αντιδρά με άνθρακα για να σχηματίσει σταθερά καρβίδια χρωμίου (Cr₇c₃ και Cr₂₃c₆). Αυτά τα καρβίδια είναι πιο σκληρά και πιο ομοιόμορφα κατανεμημένα από τα καρβίδια σιδήρου (Fe₃c) που σχηματίζονται σε απλούς χάλυβες άνθρακα (π.χ. 45#). Τα λεπτά, διασκορπισμένα καρβίδια ενσωματώνουν τη μαρτενσιτική μήτρα μετά από θερμική επεξεργασία, αυξάνοντας τη συνολική σκληρότητα αντιστέκοντας την κίνηση εξάρθρωσης. Το μαγγάνιο (0,50-0,80%) ενισχύει αυτό το αποτέλεσμα αυξάνοντας τη διαλυτότητα του άνθρακα σε ωστενίτη, επιτρέποντας να σχηματιστούν περισσότερα καρβίδια χρωμίου κατά τη διάρκεια της απόσβεσης. Το πυρίτιο δρα ως αποξειδωτικό για να μειώσει τα εγκλείσματα οξειδίου που θα αποδυναμώσουν τη μήτρα, ενώ τα P/S περιορίζονται στην αποφυγή εύθραυστων ενώσεων που υπονομεύουν τη συνεκτικότητα σκληρότητας.