1. Хімічний склад
Корисні елементи: Марганець (Mn, 1,00–1,60%) очищає зерна та підвищує пластичність; мікролегуючі елементи, такі як ніобій (Nb), утворюють дрібні карбіди для блокування тріщин. Сталь з 1,50% Mn може мати на 25–30% вищу енергію удару при -20 градусах, ніж сталь з 1,10% Mn.
Шкідливі елементи: Надлишок вуглецю (C > 0,18%) утворює крихкі карбіди; сірка (S) і фосфор (P) (кожен менше або дорівнює 0,035% на стандарт) створюють включення або послаблюють межі зерен. S/P вище меж може знизити міцність на 40–50% за низьких температур.
Елементи вивітрювання: мідь (Cu) і хром (Cr) (додані для стійкості до корозії) також трохи підвищують ударну в'язкість шляхом покращення мікроструктури.
2. Мікроструктура (залежить- від термічної обробки)
TMCP (термо-механічна контрольна обробка): Виробляє ультра-ферит-бейніт (розмір зерна<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
Нормований (N): Уточнює зерна до 5–15 мкм, створюючи однорідний ферит-перліт. Q355NHD в нормалізованому стані досягає 45–55 Дж при -20 градусах.
Гарячекатаний-(AR): Грубе зерно (20–50 мкм) і нерівні фази призводять до низької міцності-Q355NHD у стані AR може досягати лише 22–25 Дж при -20 градусах (нижче стандарту 27 Дж).
3. Внутрішні дефекти
включення: не-металічні частинки (наприклад, MnS, Al₂O₃) послаблюють матрицю. Великі включення (більше або дорівнює 50 мкм) можуть знизити енергію удару на 30-40%.
Пористість/порожнини: Невеликі пустоти або усадочні проміжки розширюються під ударом, знижуючи міцність на 15–20%.
Сегрегація: Нерівномірний розподіл елементів (наприклад, P на межах зерен) створює зони крихкості, знижуючи низько{2}}температурну в’язкість на 25–30%.
