1. Composició química
Elements beneficiosos: El manganès (Mn, 1,00–1,60%) refina els grans i augmenta la ductilitat; Els elements de microaliatge com el niobi (Nb) formen carburs fins per bloquejar les esquerdes. L'acer amb un 1,50% de Mn pot tenir un 25-30% més d'energia d'impacte a -20 graus que el que té un 1,10% de Mn.
Elements nocius: L'excés de carboni (C > 0,18%) forma carburs trencadissos; sofre (S) i fòsfor (P) (menys o igual al 0,035% per estàndard) creen inclusions o debiliten els límits de gra. S/P per sobre dels límits pot reduir la tenacitat entre un 40 i un 50% a baixes temperatures.
Elements meteorològics: El coure (Cu) i el crom (Cr) (afegit per a la resistència a la corrosió) també milloren lleugerament la duresa perfeccionant la microestructura.
2. Microestructura (depenent del tractament tèrmic-)
TMCP (Processament de control termo-mecànic): produeix ferrita ultra-fina-bainite (mida del gra<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
Normalitzat (N): Refina els grans fins a 5-15 μm, creant ferrita-perlita uniforme. Q355NHD en estat normalitzat arriba a 45-55 J a -20 graus.
Laminat-en calent (AR): els grans gruixuts (20-50 μm) i les fases desiguals condueixen a una duresa baixa-Q355NHD en estat AR només pot arribar a 22-25 J a -20 graus (per sota de l'estàndard de 27 J).
3. Defectes interns
Inclusions: Les partícules no-metàl·liques (per exemple, MnS, Al₂O₃) debiliten la matriu. Les inclusions grans (superiors o iguals a 50 μm) poden reduir l'energia d'impacte entre un 30 i un 40%.
Porositats/Cavitats: Petits buits o espais de contracció s'expandeixen sota l'impacte, reduint la duresa entre un 15 i un 20%.
Segregació: La distribució desigual dels elements (p. ex., P als límits del gra) crea zones trencadisses, reduint la duresa a baixa-temperatura entre un 25 i un 30%.
