1. Composición química
Elementos beneficiosos: El manganeso (Mn, 1,00–1,60%) refina los granos y aumenta la ductilidad; Los elementos de microaleación como el niobio (Nb) forman carburos finos para bloquear las grietas. El acero con 1,50% Mn puede tener entre un 25% y un 30% más de energía de impacto a -20 grados que el acero con 1,10% Mn.
Elementos nocivos: El exceso de carbono (C > 0,18%) forma carburos quebradizos; el azufre (S) y el fósforo (P) (cada uno menor o igual a 0,035% por estándar) crean inclusiones o debilitan los límites de los granos. S/P por encima de los límites puede reducir la tenacidad entre un 40% y un 50% a bajas temperaturas.
Elementos de meteorización: El cobre (Cu) y el cromo (Cr) (añadidos para resistir la corrosión) también mejoran ligeramente la tenacidad al refinar la microestructura.
2. Microestructura (tratamiento térmico-dependiente)
TMCP (procesamiento de control termo-mecánico): Produce ferrita ultra-fina-bainita (tamaño de grano<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
Normalizado (N): Refina los granos a 5–15 μm, creando ferrita-perlita uniforme. Q355NHD en estado normalizado alcanza 45–55 J a -20 grados.
Laminado-en caliente (AR): Los granos gruesos (20–50 μm) y las fases desiguales dan como resultado una baja tenacidad.-Q355NHD en estado AR solo puede alcanzar 22–25 J a -20 grados (por debajo del estándar de 27 J).
3. Defectos internos
Inclusiones: Las partículas no-metálicas (p. ej., MnS, Al₂O₃) debilitan la matriz. Las inclusiones grandes (mayores o iguales a 50 μm) pueden reducir la energía de impacto entre un 30% y un 40%.
Porosidades/Caries: Los pequeños huecos o espacios de contracción se expanden con el impacto, lo que reduce la tenacidad entre un 15 y un 20 %.
Segregación: La distribución desigual de los elementos (p. ej., P en los límites de los granos) crea zonas frágiles, lo que reduce la tenacidad a bajas-temperaturas entre un 25 % y un 30 %.
