在鋼中除碳外少量加入一種或多種合金元素（合金元素總量在5％以下），以提高鋼的力學(xué)性能，使其屈服強度在275 MPa以上，并具有良好的綜合性能，這類鋼稱之為低合金高強鋼，其主要特點是強度高、塑性和韌性也較好。按鋼的屈服強度級別及熱處理狀態(tài)，壓力容器用低合金高強鋼可分為二類。

① 熱軋、正火鋼  屈服強度在294Mpa ~ 490MPa之間，其使用狀態(tài)為熱軋、正火或控軋狀態(tài)，屬于非熱處理強化鋼，這類鋼應(yīng)用。

② 低碳調(diào)質(zhì)鋼  屈服強度在490Mpa ~ 980Mpa之間，在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，屬于熱處理強化鋼。其特點是既有高的強度，且塑性和韌性也較好，可以直接在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接。近年來，這類低碳調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)用日益廣泛。

目前應(yīng)用于壓力容器的低合金高強鋼。鋼板牌號有：16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR等。鍛件牌號有16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb等。

低合金高強鋼的含碳量一般不超過0.20％，合金元素總量一般不超過5％。正是由于低合金高強鋼含有一定量的合金元素，使其焊接性能與碳鋼有一定差別，其焊接特點表現(xiàn)在：

（一）焊接接頭的焊接裂紋

 （1）冷裂紋  低合金高強鋼由于含使鋼材強化的C、Mn、V、Nb等元素，在焊接時易淬硬，這些硬化組織很敏感，因此，在剛性較大或拘束應(yīng)力高的情況下，若焊接工藝不當(dāng)，很容易產(chǎn)生冷裂紋。而且這類裂紋有一定的延遲性，其危害極大。

（2）再熱（SR）裂紋  再熱裂紋是焊接接頭在焊后消除應(yīng)力熱處理過程或長期處于高溫運行中發(fā)生在靠近熔合線粗晶區(qū)的沿晶開裂。一般認(rèn)為，其產(chǎn)生是由于焊接高溫使HAZ附近的V、Nb、Cr、Mo等碳化物固溶于奧氏體中，焊后冷卻時來不及析出，而在PWHT時呈彌散析出，從而強化了晶內(nèi)，使應(yīng)力松弛時的蠕變變形集中于晶界。

低合金高強鋼焊接接頭一般不易產(chǎn)生再熱裂紋，如16MnR、15MnVR等。但對于Mn-Mo-Nb和Mn-Mo-V系低合金高強鋼，如07MnCrMoVR，由于Nb、V 、Mo是促使再熱裂紋敏感性較強的元素，因此這一類鋼在焊后熱處理時應(yīng)注意避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū)，防止再熱裂紋的發(fā)生。

（二）焊接接頭的脆化和軟化

（1）應(yīng)變時效脆化 焊接接頭在焊接前需經(jīng)受各種冷加工（下料剪切、筒體卷圓等），鋼材會產(chǎn)生塑性變形，如果該區(qū)再經(jīng)200 ~ 450℃的熱作用就會引起應(yīng)變時效。應(yīng)變時效脆化會使鋼材塑性降低，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，從而導(dǎo)致設(shè)備脆斷。

PWHT可消除焊接結(jié)構(gòu)這類應(yīng)變時效，使韌性恢復(fù)。GB150-1998《鋼制壓力容器》作出規(guī)定，圓筒鋼材厚度δs符合以下條件：碳素鋼、16MnR的厚度不小于圓筒內(nèi)徑Di的3％；其他低合金鋼的厚度不不小于圓筒內(nèi)徑Di的2.5％。且為冷成形或中溫成形的受壓元件，應(yīng)于成形后進(jìn)行熱處理。

（2）焊縫和熱影響區(qū)脆化  焊接是不均勻的加熱和冷卻過程，從而形成不均勻組織。焊縫（WM）和熱影響區(qū)（HAZ）的脆性轉(zhuǎn)變溫度比母材高，是接頭中的薄弱環(huán)節(jié)。焊接線能量對低合金高強鋼WM和HAZ性能有重要影響，低合金高強鋼易淬硬，線能量過小，HAZ會出現(xiàn)馬氏體引起裂紋；線能量過大，WM和HAZ的晶粒粗大會造成接頭脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼與熱軋、正火鋼相比，對線能量過大而引起的HAZ脆化傾向更嚴(yán)重。所以焊接時，應(yīng)將線能量限制在一定范圍。

（3）焊接接頭的熱影響區(qū)軟化  由于焊接熱作用，低碳調(diào)質(zhì)鋼的熱影響區(qū)（HAZ）外側(cè)加熱到回火溫度以上特別是Ac₁附近的區(qū)域，會產(chǎn)生強度下降的軟化帶。HAZ區(qū)的組織軟化隨著焊接線能量的增加和預(yù)熱溫度的提高而加重，但一般其軟化區(qū)的抗拉強度仍高于母材標(biāo)準(zhǔn)值的下限要求，所以這類鋼的熱影響區(qū)軟化問題只要工藝得當(dāng)，不致影響其接頭的使用性能。