随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足：
(1)淬透性低。一般情况下，碳钢水淬的zui大淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，钢板异型切割，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的 σs /σb仅为0.43， 远低于合金钢。
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(1) 低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超过0.20%。
(2) 加入以锰为主的合金元素。
(3) 加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，钢板价格，有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。此外，加入少量铜（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工艺性能。
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