1. Kemisk sammansättning
Nyttiga element: Mangan (Mn, 1,00–1,60%) förfinar korn och ökar formbarheten; mikrolegeringselement som niob (Nb) bildar fina karbider för att blockera sprickor. Stål med 1,50 % Mn kan ha 25–30 % högre slagenergi vid -20 grader än det med 1,10 % Mn.
Skadliga element: Överskott av kol (C > 0,18%) bildar spröda karbider; svavel (S) och fosfor (P) (vardera Mindre än eller lika med 0,035 % per standard) skapar inneslutningar eller försvagar korngränserna. S/P över gränserna kan minska segheten med 40–50 % vid låga temperaturer.
Väderelement: Koppar (Cu) och krom (Cr) (tillsatt för korrosionsbeständighet) förbättrar också segheten något genom att förfina mikrostrukturen.
2. Mikrostruktur (värmebehandling-beroende)
TMCP (Thermo-Mechanical Control Processing): Producerar ultra-fin ferrit-bainit (kornstorlek<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
Normaliserad (N): Förfinar korn till 5–15 μm, skapar enhetlig ferrit-perlit. Q355NHD i normaliserat tillstånd når 45–55 J vid -20 grader .
Varmvalsad-(AR): Grova korn (20–50 μm) och ojämna faser leder till låg seghet-Q355NHD i AR-tillstånd får bara träffa 22–25 J vid -20 grader (under 27 J-standarden).
3. Inre defekter
Inklusioner: Icke-metalliska partiklar (t.ex. MnS, Al₂O₃) försvagar matrisen. Stora inneslutningar (större än eller lika med 50 μm) kan sänka slagenergin med 30–40 %.
Porositeter/hålrum: Små hålrum eller krympspalter expanderar vid stötar och skär seghet med 15–20 %.
Segregation: Ojämn elementfördelning (t.ex. P vid korngränser) skapar spröda zoner, vilket minskar seghet vid låg-temperatur med 25–30 %.
