1. הרכב כימי
אלמנטים מועילים: מנגן (Mn, 1.00–1.60%) מעדן דגנים ומגביר את המשיכות; אלמנטים בעלי סגסוגת מיקרו כמו ניוביום (Nb) יוצרים קרבידים עדינים כדי לחסום סדקים. פלדה עם 1.50% Mn יכולה להיות בעלת אנרגיית השפעה גבוהה ב-25-30% ב-20 מעלות מזו עם 1.10% Mn.
אלמנטים מזיקים: עודף פחמן (C > 0.18%) יוצר קרבידים שבירים; גופרית (S) וזרחן (P) (כל אחד פחות או שווה ל-0.035% לתקן) יוצרים תכלילים או מחלישים את גבולות התבואה. S/P מעל הגבולות יכולים לחתוך את הקשיחות ב-40-50% בטמפרטורות נמוכות.
אלמנטי מזג אוויר: נחושת (Cu) וכרום (Cr) (נוספו לעמידות בפני קורוזיה) גם משפרים מעט את הקשיחות על ידי זיקוק המיקרו.
2. מיקרו-מבנה (תלוי בטיפול בחום-)
TMCP (עיבוד בקרה תרמו-מכנית): מייצר בייניט-דק במיוחד-(גודל גרגר<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
מנורמל (N): מעדן גרגירים ל-5–15 מיקרומטר, יוצר פריט-פרלייט אחיד. Q355NHD במצב מנורמל מגיע ל-45-55 J ב-20 מעלות.
חם-מתגלגל (AR): גרגרים גסים (20-50 מיקרומטר) ופאזות לא אחידות מובילים לקשיחות נמוכה-Q355NHD במצב AR עשוי להגיע ל-22-25 J רק ב-20 מעלות (מתחת לתקן 27 J).
3. פגמים פנימיים
תכלילים: חלקיקים לא-מתכתיים (למשל, MnS, Al₂O₃) מחלישים את המטריצה. תכלילים גדולים (גדולים או שווה ל-50 מיקרומטר) יכולים להוריד את אנרגיית ההשפעה ב-30-40%.
נקבוביות/חללים: חללים קטנים או פערי התכווצות מתרחבים תחת פגיעה, וחותכים את הקשיחות ב-15-20%.
הַפרָדָה: התפלגות אלמנטים לא אחידה (למשל, P בגבולות התבואה) יוצרת אזורים שבירים, ומפחיתה את הקשיחות-בטמפרטורה הנמוכה ב-25-30%.
