Aço redondo de 40cr (GB/T 3077) possui uma composição de 0,37-0,44% de carbono (C), 0,17-0,37% de silício (Si), 0,50-0,80% de manganês (Mn), 0,80-1,10% de cromio (Cr), menor ou igual a 0,05% de fósforo (P) (P) (p) (Mn) (Mn), menor ou igual a 0,05% de fósforo (Mn).
O cromo e o carbono colaboram para aumentar a dureza química via formação de carboneto: carbono (0,37-0,44%) fornece os "blocos de construção" para carbonetos, enquanto o cromo (0,80-1,10%) reage com carbono para formar carbídeos estáveis de cromo (Cr₇c₃ e Cr₂₃c₆). Esses carbonetos são mais difíceis e distribuídos de maneira mais uniforme do que os carbonetos de ferro (Fe₃c) formados em aços de carbono simples (por exemplo, 45#). Os carbonetos finos e dispersos incorporados na matriz martensítica após o tratamento térmico, aumentando a dureza geral resistindo ao movimento de luxação. O manganês (0,50-0,80%) aumenta esse efeito, aumentando a solubilidade do carbono na austenita, permitindo que mais carbonetos de cromo se forme durante a extinção. O silício atua como um desoxidador para reduzir as inclusões de óxido que enfraqueceriam a matriz, enquanto P/S é limitado para evitar compostos quebradiços que prejudicam a consistência da dureza.