1. ترکیب شیمیایی
عناصر مفید: منگنز (Mn, 1.00-1.60%) دانه ها را تصفیه می کند و شکل پذیری را افزایش می دهد. عناصر ریزآلیاژی مانند نیوبیوم (Nb) کاربیدهای ریز تشکیل می دهند تا ترک ها را مسدود کنند. فولاد با 1.50٪ منگنز می تواند 25 تا 30٪ انرژی ضربه بالاتری در 20- درجه نسبت به فولاد با 1.10٪ منگنز داشته باشد.
عناصر مضرکربن اضافی (C > 0.18٪) کاربیدهای شکننده را تشکیل می دهد. گوگرد (S) و فسفر (P) (هر کدام کمتر یا مساوی 0.035٪ در استاندارد) باعث ایجاد آخال ها یا تضعیف مرزهای دانه می شوند. S/P بالاتر از حد مجاز می تواند چقرمگی را تا 40 تا 50 درصد در دماهای پایین کاهش دهد.
عناصر هوازدگی: مس (Cu) و کروم (Cr) (اضافه شده برای مقاومت در برابر خوردگی) نیز اندکی چقرمگی را با پالایش ریزساختار بهبود می بخشد.
2. ریزساختار (عملیات حرارتی-وابسته)
TMCP (ترمو-پردازش کنترل مکانیکی): تولید فوق-فریت-بینیت (اندازه دانه)<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
عادی شده (N): دانهها را تا 5 تا 15 میکرومتر تصفیه میکند و فریت-پرلیت یکنواخت ایجاد میکند. Q355NHD در حالت نرمال شده به 45-55 J در -20 درجه می رسد.
داغ-نورد (AR): دانه های درشت (20-50 میکرومتر) و فازهای ناهموار منجر به چقرمگی کم می شود-Q355NHD در حالت AR ممکن است فقط 22-25 ژول در 20- درجه (زیر استاندارد 27 J) برسد.
3. عیوب داخلی
شامل ها: ذرات غیر فلزی (مانند MnS، Al2O3) ماتریس را ضعیف میکنند. آخال های بزرگ (بیشتر یا مساوی 50 میکرومتر) می توانند انرژی ضربه را 30 تا 40 درصد کاهش دهند.
تخلخل / حفره: حفرههای کوچک یا شکافهای انقباض در اثر ضربه منبسط میشوند و چقرمگی را 15 تا 20 درصد کاهش میدهند.
تفکیک: توزیع ناهموار عنصر (به عنوان مثال، P در مرزهای دانه) مناطق شکننده را ایجاد می کند و چقرمگی دمای پایین را 25-30٪ کاهش می دهد.
