為了提高鋼鐵材料的性能，通常采用合金化和超細(xì)晶化以及在冶煉時(shí)加入量合鈮、釩、鈦等合金元素的方法，其中合金元素的加入在不同的階段發(fā)揮不同作用:在加熱過程中能夠抑制晶粒長大，在軋制過程中能夠抑制回復(fù)與再結(jié)晶，在冷卻的過程中起到沉淀強(qiáng)化和抑制相變的作用。
(1)金屬主要有脆性和韌性兩種斷裂方式；
(2)鋼中的碳和錳是對性能的影響 的兩種元素，鋼材的硬度和強(qiáng)度會(huì)隨著碳含量的増加而增加，但韌性會(huì)降低；鋼中的錳是固溶元素，一方面能和鐵素體形成固溶體，同時(shí)也能形成碳化物，增加鋼的強(qiáng)度；
(3)夾雜物對鋼韌性的影響程度較強(qiáng)度而言要大很多，通常鋼的強(qiáng)度越高其危害程度越大；由于夾雜物與鋼基體之間存在的變形性差異和物理性質(zhì)的不同，在加工變形的過程中會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，導(dǎo)致鋼材力學(xué)性能下降；
(4)鋼材的力學(xué)性能主要由觀組織所決定，魏氏體(W)和貝氏體(B)均能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但降低了韌性，導(dǎo)致性能缺陷的發(fā)生。

研究主要包括以下三個(gè)方面:（1）節(jié)約型建筑用鋼低成本生產(chǎn)工藝關(guān)鍵共性技術(shù)研究:包括節(jié)約型建筑用鋼低成本冶煉技術(shù)、節(jié)約型建筑用鋼夾雜物控制技術(shù)、節(jié)約型建筑用鋼控軋控冷及組織控制技術(shù)；（2）節(jié)約型建筑用鋼品種開發(fā):包括低成本節(jié)約型熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品開發(fā)，高強(qiáng)度抗震、耐候、耐火H型鋼產(chǎn)品開發(fā)，鋼結(jié)構(gòu)連接件用低成本高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼產(chǎn)品開發(fā)，并形成規(guī)格配套的系列產(chǎn)品族；（3）制訂、修訂節(jié)約型建筑用鋼相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，研究與關(guān)鍵鋼材品種相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)體系，并在此基礎(chǔ)上研究和提出適合節(jié)約型建筑用鋼特性和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工規(guī)范，滿足現(xiàn)代工程建筑快速發(fā)展的需求。
結(jié)構(gòu)鋼是用于制造各種工程結(jié)構(gòu)及機(jī)器結(jié)構(gòu)的鋼，具有較好的強(qiáng)韌性和良好的加工性能，是工業(yè)上用途極廣的鋼種。工程結(jié)構(gòu)鋼一般不經(jīng)熱處理使用，對可焊性和耐蝕性的要求較高，主要采用碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼；機(jī)器結(jié)構(gòu)鋼又分滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼等，一般在熱處理后使用，大多采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。