1. Prvky, které zlepšují houževnatost při nízkých-teplotách
nikl (Ni): Nejpůsobivější prvek. V rámci standardního rozsahu Q450NQR1 (méně než nebo rovno 0,65 %) Ni zušlechťuje feritovou-perlitovou mikrostrukturu oceli, zmenšuje velikost křehkých fází a snižuje „duktilní-teplotu křehkého přechodu“ (DBTT). Vyšší obsah Ni (např. 0,4–0,65 %) umožňuje oceli zachovat si tažnost i při -40 stupních, což zabraňuje náhlému křehkému lomu během nárazu.
mangan (Mn): Ve standardním rozsahu (1,00–1,60 %) Mn zpevňuje ocel prostřednictvím zpevnění-pevným roztokem a zároveň podporuje tvorbu jemných, houževnatých feritových zrn. Vyrovnává křehkost způsobenou jinými prvky (např. P) a zajišťuje, že materiál zůstane tažný i při nízkých teplotách.
2. Prvky, které snižují houževnatost při nízkých-teplotách (vyžaduje přísnou kontrolu)
fosfor (P): Q450NQR1 vyžaduje P (0,07–0,15 %) pro odolnost proti korozi, ale nadměrné P segreguje na hranicích zrn ("slabé články" mikrostruktury). Tato segregace zpevňuje hranice zrn, snižuje jejich tažnost a zvyšuje DBTT-, díky čemuž je ocel náchylná ke křehkému lomu při nízkých teplotách. Proto musí být P regulováno na spodní hranici svého standardního rozsahu (např. 0,07–0,10 %), aby se vyrovnala odolnost proti korozi a houževnatost.
síra (S): Omezeno na méně než nebo rovno 0,035 % v Q450NQR1. S reaguje s manganem za vzniku křehkých inkluzí MnS, které působí jako „body iniciace trhlin“ při nárazu při nízkých-teplotách. I malé přebytky S mohou drasticky snížit houževnatost tím, že vytvoří cesty pro rychlé šíření trhlin.
3. Prvky, které udržují vyváženou mikrostrukturu
křemík (Si): Controlled at 0.15–0.50%. Si enhances oxidation resistance but can cause brittleness if overused (e.g., >0,50 %). Udržování Si ve standardním rozsahu zajišťuje, že nezvyšuje DBTT a zachovává tvárnost při nízkých-teplotách.
uhlík (C): Omezeno na méně než nebo rovno 0,18 %. Vysoký obsah C zvyšuje množství křehkého perlitu v mikrostruktuře a redukuje ferit (duktilní fáze). Řízením C na nízkou úroveň si Q450NQR1 zachovává pevnou feritovou-dominantní strukturu, která je kritická pro odolnost vůči nízkým-teplotám.
