1. Хемијски састав
Корисни елементи: Манган (Мн, 1,00–1,60%) рафинише зрна и повећава дуктилност; микролегирајући елементи попут ниобијума (Нб) формирају фине карбиде да блокирају пукотине. Челик са 1,50% Мн може имати 25–30% већу енергију удара на -20 степени од челика са 1,10% Мн.
Штетни елементи: Вишак угљеника (Ц > 0,18%) ствара крте карбиде; сумпор (С) и фосфор (П) (сваки мањи од или једнак 0,035% по стандарду) стварају инклузије или слабе границе зрна. С/П изнад граница може смањити жилавост за 40–50% на ниским температурама.
Временски елементи: Бакар (Цу) и хром (Цр) (додати за отпорност на корозију) такође благо побољшавају жилавост пречишћавањем микроструктуре.
2. Микроструктура (зависно од топлотног третмана-)
ТМЦП (термо{0}}механичка контролна обрада): Производи ултра-фини ферит-баинит (величина зрна<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
нормализовано (Н): Рафинише зрна на 5–15 μм, стварајући униформан ферит-перлит. К355НХД у нормализованом стању достиже 45–55 Ј на -20 степени.
Вруће{0}}ваљани (АР): Крупна зрна (20–50 μм) и неуједначене фазе доводе до ниске жилавости-К355НХД у АР стању може да достигне само 22–25 Ј на -20 степени (испод стандарда од 27 Ј).
3. Унутрашњи недостаци
Инцлусионс: Неметалне честице (нпр. МнС, Ал₂О₃) слабе матрицу. Велике инклузије (веће или једнаке 50 μм) могу смањити енергију удара за 30–40%.
Порозности/шупљине: Мале шупљине или празнине приликом скупљања се шире под ударом, смањујући жилавост сечења за 15–20%.
Сегрегација: Неуједначена дистрибуција елемената (нпр. П на границама зрна) ствара ломљиве зоне, смањујући жилавост на ниским-температурама за 25–30%.
