低合金高強度結構鋼是在碳素結構鋼的基礎上加入少量合金元素(合金元素總量WMe<3%)而得到的鋼。這類鋼比碳素結構鋼的強度要高10%～30%，低合金高強度結構鋼牌號的表示方法是由代表屈服強度的漢語拼音字母(Q)、屈服強度數值、質量等級符號(A、B、C、D、E)三個部分按順序排列組成的。質量等級符號反映了低合金高強度結構鋼中有害元素（磷、硫）含量的多少，從A級到E級，鋼中磷、硫含量依次減少。如Q390A，代表屈服強度為390MPa、質量等級為A級的低合金高強度結構鋼。

合金元素在低合金高強度結構鋼中起的作用有：固溶強化、細化鐵素體晶粒、析出高度彌散的碳氮化物、改變鐵索體和珠光體兩種組織的相對量、改善焊接性、耐蝕性、耐低溫性等。

(1)固溶強化

在低合金高強度結構鋼中最常用的固溶強化元素是錳和硅。在低碳的碳錳鋼中，錳大約有四分之三固溶于鐵索體中，其余部分固溶入滲碳體中，錳強化鐵素體的作用比硅稍次。在鋼中硅不固溶于滲碳體，全部固溶于鐵素體中。不過，在普通低合金鋼中錳或者是硅的含量都不能無限制地增加，一般錳的質量分數最多不超過2.2%；硅不超過0.8%，特殊者不超過1.5%，除去錳和硅以外，鉻在鋼中只以較少部分固溶于滲碳體，而且隨碳和鉻含量的降低而減少，鉻大部分固溶于鐵素體中；鎳幾乎全部固溶于鐵素體中。但是，鉻和鎳都是弱的固溶強化元素。

(2)細化晶粒

加入強碳化物形成元素如鈦、鈮、釩等都可以達到細化晶粒的目的。鈦和鈮的碳化物直到加熱溫度達到1200℃才大量溶解到奧氏體中，碳化釩則到1050℃才大量地溶解，因此，在加熱的不同階段都能起到阻止奧氏體晶粒長大的作用。另一方面，鋼中的鉻、錳、鎳、鉬只要在加熱時固溶在奧氏體中，就能增大冷卻時奧氏體的過冷能力，從而產生細的鐵素體晶粒和細珠光體。

(3)彌散強化

加入微量的強碳化物形成元素如釩、鈦、鈮，由于它們在鋼中有優先形成碳化物的本性，以及它們在鐵素體中固溶度的急劇變化，所以冷卻時在形成鐵素體的階段，在鐵素體與奧氏體的相界面上析出各自的碳化物或碳氮化物顆粒，并且由于鐵素體相界不斷地向奧氏體內推進，沉淀的碳（氮）化物微細顆粒使鐵素體抵抗塑性變形的能力增大，使鋼的強度進一步提高。

(4)改變鐵素體和珠光體兩種組織的相對量

低碳鋼的正火組織中，增加珠光體量可以提高鋼材的強度。但是珠光體量的增加對鋼的塑性、韌性和脆性轉折溫度都有很不利的影響，所以對于普通低合金鋼不應當靠增加含碳量來增多珠光體量去達到強化的目的。在普低鋼中由于合金元素造成的珠光體量的增多是合金化的結果，并使鋼中的含碳量降低，這對發展超低碳鋼、無珠光體鋼，以滿足焊接、深沖等工藝需要非常有利。

(5)合金元素對焊接性的影響