錳:是有益元素。在普通碳素鋼中,它是一種弱脫氧劑,可提高鋼材強度,消除硫對鋼的熱脆影響,改善鋼的冷脆傾向,同時不顯著降低塑性和韌性。錳還是我國低合金鋼的主要合金元素,其含量為0.8%?1.8%。但錳對焊接性能不利,因此含量也不宜過多。
硅:是有益元素。在普通碳素鋼中,它是一種強脫氧劑,常與錳共同除氧,生產鎮靜鋼。適量的硅,可以細化晶粒,提高鋼的強度,而對塑性、韌性、冷彎性能和焊接性能無顯著不良影響。硅在一般鎮靜鋼中的含量為0.12%?0.30% ,在低合金鋼中含量為0.2%?0.55%。過量的硅惡化焊接性能和抗銹蝕性能。
鈦、釩、泥等元素:可在鋼中形成微細碳化物,適量加入能起細化晶粒和彌散強化作用,從而提高鋼材的強度和韌性,又可保持良好的塑性。
鋁:是強脫氧劑,還能細化晶粒,可提高鋼的強度和低溫沖擊韌性合格保證的低合金鋼中,其含量不小于0.015%。
鉻、鎮:是提高鋼材強度的合金元素,用于Q390及以上牌號的鋼材中,但其含量應受限制,以免影響鋼材的其他性能。
銅和鉻、鎮、鉬等元素:可在金屬基體表面形成保護層,提高鋼對大氣的抗腐蝕能力,同時保持鋼材具有良好的焊接性能。在我囯的焊接結構用耐候鋼中,銅的含量為0.20%?0.40%。
鑭、鈰等稀土元素:可提高鋼的抗氧化性,并改善其他性能。在低合金鋼中,其含量按0.02%?0.20%控制。
氧和氮:屬于有害元素。氧與硫類似使鋼熱脆,氮的影響和磷類似,因此其含量均應嚴格控制。但當采用特殊的合金組分匹配時,氮可作為一種合金元素來提高低合金鋼的強度和抗腐蝕性,如在九江長江大橋中已成功使用的15MnVN鋼,就是Q420中的一種含氮鋼,氮含量控制在0.010% ?0.020%。
氫:氫是有害元素。呈極不穩定的原子狀態溶解在鋼中,其溶解度隨溫度的降低而降低,常在結構疏松區域、孔洞、晶格錯位和晶界處富集,生成氫分子,產生巨大的內壓力,使鋼材開裂,稱為氫脆。氫脆屬于延退性破壞,在有拉應力作用下常需要經過一定孕肓發展期才會發生。在破裂面上??梢姷桨c,稱為氫白點。含碳是較低且硫、磷含是較少的鋼,氫脆敏感性低。鋼的強度等級越高,對氫脆越敏感。