通过微合金化可以使低碳铁素体-珠光体结构钢的屈服强度达到约600MPa。微合金化钢强度的增加得益于铁素体晶粒的细化和析出强化。为了达到较高的强度水平,必须获得贝氏体或回火马氏体组织。在热轧之后经过调质或者在板带轧机中进行直接淬火可以获得高于600MPa的强度。合金化的主要作用是产生足够的淬硬性以保证在淬火工艺中完成至贝氏体/马氏体的相变。瑞典腐蚀及金属研究院的学者采用含0.04mass%C和含0.010mass%氮的热轧钢进行试验,基础合金分别含1.4mass%的Mn,1.0mass%的Cr,0.25mass%的Mo,要求在400℃卷取后形成完全的贝氏体组织。在电弧炉中炼钢,浇注成40×40×200的钢锭,在1150℃二次加热约1小时,然后热轧至20mm厚的钢板。
确定贝氏体热轧钢强度的决定性因素首先是贝氏体相变温度,其次是防止贝氏体铁素体密集错位回复的程度。研究表明,钒微合金化能有效防止贝氏体铁素体的回复,并在卷取之后保持初生贝氏体的强度。含0.08mass%V、含0.010~0.020mass%N的钢屈服强度在750~790MPa;添加Cr至2%,屈服强度可高至840~880MPa。V微合金化贝氏体钢之所以能够有高的强度,应该回功于细小的V(C、N)析出物的位错回复延迟作用。