1. Composition chimique
Éléments bénéfiques: Le manganèse (Mn, 1,00–1,60 %) raffine les grains et augmente la ductilité ; les éléments de microalliage comme le niobium (Nb) forment de fins carbures pour bloquer les fissures. L'acier contenant 1,50 % de Mn peut avoir une énergie d'impact 25 à 30 % plus élevée à -20 degrés que celui contenant 1,10 % de Mn.
Éléments nocifs: L'excès de carbone (C > 0,18 %) forme des carbures cassants ; le soufre (S) et le phosphore (P) (chacun inférieur ou égal à 0,035 % par norme) créent des inclusions ou affaiblissent les joints de grains. Un rapport S/P supérieur aux limites peut réduire la ténacité de 40 à 50 % à basse température.
Éléments d'altération: Le cuivre (Cu) et le chrome (Cr) (ajoutés pour la résistance à la corrosion) améliorent également légèrement la ténacité en affinant la microstructure.
2. Microstructure (dépend du traitement thermique-)
TMCP (traitement de contrôle thermo-mécanique) : Produit une-ferrite-bainite ultra fine (granulométrie<5 μm), offering the highest toughness. Q355NHE in TMCP state maintains 30–35 J at -40°C.
Normalisé (N): Affine les grains à 5–15 μm, créant une ferrite-perlite uniforme. Q355NHD à l'état normalisé atteint 45–55 J à -20 degrés.
Laminé à chaud-(AR): Les grains grossiers (20 à 50 μm) et les phases inégales conduisent à une faible ténacité-Le Q355NHD à l'état AR ne peut atteindre que 22 à 25 J à -20 degrés (en dessous de la norme de 27 J).
3. Défauts internes
Inclusions: Les particules non-métalliques (par exemple, MnS, Al₂O₃) affaiblissent la matrice. Les grandes inclusions (supérieures ou égales à 50 μm) peuvent réduire l'énergie d'impact de 30 à 40 %.
Porosités/Cavités: Les petits vides ou espaces de retrait se dilatent sous l'impact, réduisant la ténacité de 15 à 20 %.
Ségrégation: Une distribution inégale des éléments (par exemple, P aux joints de grains) crée des zones fragiles, réduisant la ténacité à basse -température de 25 à 30 %.
