1. אלמנטים המשפרים קשיחות-בטמפרטורה נמוכה
ניקל (ני): האלמנט המשפיע ביותר. בתוך הטווח הסטנדרטי של Q450NQR1 (פחות או שווה ל-0.65%), Ni מעדן את מיקרו-מבנה הפרליט-של הפלדה, מקטין את גודלם של שלבים שבירים ומוריד את "טמפרטורת המעבר השביר-" (DBTT). תכולת Ni גבוה יותר (למשל, 0.4-0.65%) מאפשרת לפלדה לשמור על משיכות אפילו ב-40 מעלות, ולמנוע שבר שביר פתאומי במהלך הפגיעה.
מנגן (Mn): בטווח הסטנדרטי (1.00-1.60%), Mn מחזק את הפלדה באמצעות חיזוק-תמיסות מוצקות תוך קידום היווצרות של גרגרי פריט עדינים וקשים. זה מקזז את השבריריות הנגרמת על ידי אלמנטים אחרים (למשל, P) ומבטיח שהחומר נשאר רקיע בטמפרטורות נמוכות.
2. אלמנטים שמפחיתים קשיחות-בטמפרטורה נמוכה (צריך שליטה קפדנית)
זרחן (P): Q450NQR1 דורש P (0.07-0.15%) עבור עמידות בפני קורוזיה, אך P מוגזם מתפרק בגבולות התבואה ("החוליות החלשות" של המיקרו-מבנה). הפרדה זו מקשיחה את גבולות התבואה, מפחיתה את משיכותם ומעלה את ה-DBTT-והופכת את הפלדה לנטייה לשבר שביר בטמפרטורות נמוכות. לפיכך, יש לשלוט ב-P עד הקצה התחתון של הטווח הסטנדרטי שלו (למשל, 0.07-0.10%) כדי לאזן עמידות בפני קורוזיה וקשיחות.
גופרית (S): מוגבל לפחות או שווה ל-0.035% ב-Q450NQR1. S מגיב עם מנגן ליצירת תכלילי MnS שבירים, הפועלים כ"נקודות התחלה של סדק" במהלך השפעת טמפרטורה- נמוכה. אפילו עודפים קטנים של S יכולים להפחית באופן דרסטי את הקשיחות על ידי מתן נתיבים להתפשטות סדקים במהירות.
3. אלמנטים השומרים על מבנה מיקרו מאוזן
סיליקון (Si): Controlled at 0.15–0.50%. Si enhances oxidation resistance but can cause brittleness if overused (e.g., >0.50%). שמירה על Si בטווח הסטנדרטי מבטיחה שהוא לא מעלה את ה-DBTT, שומר על משיכות-טמפרטורות נמוכות.
פחמן (C): מוגבל ל-פחות או שווה ל-0.18%. תכולת C גבוהה מגדילה את כמות הפרליט השביר במבנה המיקרו ומפחיתה את הפריט (השלב הרקיע). על ידי שליטה ב-C לרמה נמוכה, Q450NQR1 שומר על מבנה דומיננטי של פריט- קשיח, קריטי לעמידה בהשפעות-טמפרטורות נמוכות.
