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目前，新型的低合金高強度鋼以低碳(≤0.1％)和低硫(≤0.015％)為主要特征。常用的合金元素按其在鋼的強化機制中的作用可分為：固溶強化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等)；細化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相變強化元素(Mn、Si、Mo等)（見金屬的強化）。 

　　C  在鋼中形成珠光體或彌散析出的合金碳化物,使鋼得到強化。在微合金鋼中為形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要0.01～0.02％；所以降碳是這類鋼發展的必然趨勢，從而可大大改善鋼的韌性和焊接性能。 

　　Mn  高的Mn/C比對提高鋼的屈服強度和沖擊韌性有好處。錳能降低γ→α 轉變溫度；有利于針狀鐵素體的形核；在加熱過程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，從而增加了鐵素體中碳化物的彌散析出量。此外,由于高錳導致鋼的應力／應變特性的變化,可以抵銷鮑欣格效應的強度損失。 

　　Si  多數低合金高強度鋼不用硅合金化，但在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中，硅是不可缺少的添加元素。 

　　Mo  含鉬鋼（～0.15％Mo）有較高的強度，比傳統的鐵素體－珠光體鋼又有較高的韌性。鉬對鋼在冷卻過程中珠光體轉變有抑制作用。在針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼中的含鉬量一般在0.2～0.4％。 

　　Nb、V、Ti  在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加0.05～0.15％ Nb(或V、Ti)，有明顯的晶粒細化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物，改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。 

　　稀土元素(RE)  微量(0.001％左右)稀土金屬,不影響鋼的強度。其主要作用是脫硫，它又是有效的硫化物形態控制元素，減小韌性的各向異性，防止鋼的層狀撕裂。 

　　其他元素Ni、Cr、Cu等，在微合金鋼中固溶硬化并不十分有效，在非調質鋼中一般控制在較低的含量范圍。