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新型的15CrMo合金鋼管以低碳（≤0.1%）和低硫（≤0.015%）為主要特征。常用的合金元素按其在15CrMo合金鋼管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15CrMo合金鋼管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15CrMo合金鋼管的韌性和焊接性能。
Mn ；高的Mn/C比對提高15CrMo合金鋼管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15CrMo合金鋼管的應力/應變特性的變化，可以抵銷鮑欣格效應的強度損失。
一般認為，帶狀組織是由于石油裂化管的枝晶偏析所致。鋼水在凝固時，由于選擇性結晶，在枝干上的成分較為純凈，而在枝晶間富集了較多的碳、合金元素和磷、硫等雜質。鋼錠鍛軋變形時枝干和枝晶間被壓延而伸長為纖維組織。形成所謂一次帶狀組織。用含有CuCl2的試劑浸蝕后在顯微鏡下觀察，則會發現肉眼觀察時的那些纖維組織經過放大變成了黑白交替的條帶稱為一次帶狀組織。黑色條帶相當于原樹枝狀晶的較純的枝干，白色條帶為原來富含合金元素和雜質的樹枝間區域。熱軋低碳鋼、中碳石油裂化管在緩冷過程中會出現先共析鐵素體和珠光體交替相間的顯微組織帶狀，這些不同的組織是固態相變的產物。這種帶狀組織稱為二次帶狀。二次帶狀的形成意味著碳在固態相變中發生了不均勻的重新分布，稱為二次碳偏析。一般所謂石油裂化管中的帶狀組織，也即上述觀察到的帶狀組織即為二次帶狀組織。
將具有二次帶狀組織的熱變形鋼試樣改用含有CuCl2的試劑浸蝕后在顯微鏡下觀察，則顯示出一次帶狀組織。
只有在一次帶狀的基礎上才能形成二次帶狀組織。一次帶狀難以，雖然在高溫下或緩冷過程中，碳能夠優先達到相對均勻，然而代位原子均勻化十分困難，這些合金元素難以達到均勻狀態，尤其碳化物形成元素阻礙碳原子的擴散，實際上碳也難以十分均勻。這就是樹枝狀偏析能夠穩定存在的原因。但是在具有一次帶狀的熱變形石油裂化管中可以出現二次帶狀，也可以不出現二次帶狀，就沒有出現帶狀組織。控制相變條件就可以控制二次帶狀組織。
將石油裂化管(776)帶狀組織試樣正火，880℃加熱1h，空冷，觀察帶狀組織變化，發現帶狀組織有所減輕，(a)為硝酸酒精浸蝕，為二次帶狀組織，(b)為用CuCl2的試劑浸蝕后的一次帶狀組織。
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15CrMo合金鋼管的強度。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。
低合金高強度鋼按其主要性能和用途，可分為高強度用鋼、低溫用鋼和耐蝕用鋼三類：
高強度用鋼 ；這類鋼除高強度外還兼有優良的低溫韌性，其主要特點和用途見表。這類15CrMo合金鋼管的產量在中國占低合金高強度鋼產量的80%以上，其中屈服強度35～40kgf/mm平方級的鋼種占大多數，應用為廣泛的是16Mn鋼。
低溫用鋼 ；它們屬于鐵素體型低溫用鋼。通過提高鋼的純凈度和降低鋼中磷、硫含量得到較低的韌性－脆性轉變溫度。這類鋼主要有09Mn2V（－70℃）、06MnNb(-90℃）、3.5%Ni(-100℃）和06AlNbCuN(-120℃），用于制作低溫設備的零部件。
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