低合金高強度無縫鋼管一般是以C為主要強化形成元素的淬火回火馬氏體無縫鋼管，這類無縫鋼管具有強度高，屈強比低，合金元素少和經濟性好等優點，其主要問題是現在無縫鋼管種的韌性較低，特別是斷裂韌性達不到要求，國內外近20年來在改善這類無縫鋼管的斷裂韌性上做了一些工作，不過效果和實用性都不是十分理想，從無縫鋼管的成分設計入手來改善無縫鋼管的強韌性，尤其是無縫鋼管的斷裂韌性。這類無縫鋼管的淬火組織基本上是位錯馬氏體，亦有少量的孿晶馬氏體。采用低中溫回火時，其使用組織主要是回火馬氏體，少量的殘余奧氏體，及回火時析出的ε-碳化物。此類無縫鋼管的高強度主要來源于間隙固溶強化，當低合金無縫鋼管的碳含量為0.2-0.5%時，低溫回火無縫鋼管的σb與無縫鋼管中碳的重量百分比（C%）有下列的線性變化規律：Rm（MPa）=2940C%+820。C的間隙固溶對韌性有損害，因此此類無縫鋼管中碳的含量被控制在0.3-0.4%范圍內。碳化物沉淀強化居于次要地位，合金元素對強度的貢獻不大，主要是提高無縫鋼管的淬透性。無縫鋼管的韌性提高主要是通過適合的合金化及采用略高的回火溫度，因此提高無縫鋼管的回火穩定性極其重要。Si能夠很好地提高是回火穩定性，Si延遲ε→θ的轉變。ε-碳化物沉淀對韌性的消弱不大，但ε→θ轉變后，Fe3C連續薄膜則與第一類回火脆性密切相關，推遲ε→θ轉變便意味著推遲第一類回火脆性。因此，在4340無縫鋼管的基礎上又發展了300M新無縫鋼管種。此外，Ni可以使位錯的交滑移變得容易，因此在一些低合金無縫鋼管高韌性超高強度無縫鋼管中還加入一定量的Ni元素。
眾所周知，材料的平面應變斷裂韌性KIC是反映材料抵抗力脆性破壞能力和預測斷裂應力的重要參數，它反映了材料的固有性質，是一個衡量材料抵抗裂紋擴展阻力的指標。平面應變狀態下斷裂韌性的大小以及斷裂遵循的方式取決于多種因素，微細組織對高強度無縫鋼管的KIC影響很大。因此，為改善無縫鋼管的KIC采用了許多辦法，以獲得理想的微細組織。根據最近20年來的研究趨勢可概括為以下四個方面。
    第一是通過變性熱處理改善微細組織，提高KIC的研究；
    第二是利用形變熱處理是組織微細化提高KIC研究；
    第三是控制硫化物夾雜或通過控制其形態與微細組織的改善二者結合來提高KIC和各向同性的研究；
    第四是通過合金設計改善微細組織，提高KIC的研究。