1. 低温衝撃靭性を高める元素-
ニッケル(Ni)：最もインパクトのある要素。 Q450NQR1 の標準範囲 (0.65% 以下) 内で、Ni は鋼のフェライト-パーライト微細構造を微細化し、脆性相のサイズを縮小し、「延性-脆性転移温度」(DBTT) を低下させます。 Ni 含有量が高くなると (例: 0.4 ～ 0.65%)、鋼は -40 度でも延性を維持できるため、衝撃時の突然の脆性破壊が防止されます。
マンガン(Mn): 標準範囲 (1.00 ～ 1.60%) の Mn は、細かくて強靱なフェライト粒子の形成を促進しながら、固溶強化-を通じて鋼を強化します。他の元素 (P など) によって引き起こされる脆性を相殺し、材料が低温でも延性を維持できるようにします。
2. 低温衝撃靭性を低下させる要素（厳密な管理が必要）-
リン(P): Q450NQR1 は耐食性のために P (0.07 ～ 0.15%) を必要としますが、過剰な P は粒界 (微細構造の「弱いリンク」) に偏析します。この偏析により粒界が硬化し、延性が低下し、DBTT が上昇します。-鋼は低温で脆性破壊を起こしやすくなります。したがって、耐食性と靱性のバランスをとるために、P をその標準範囲の下限（たとえば、0.07 ～ 0.10%）に制御する必要があります。
硫黄(S)：Q450NQR1では0.035%以下に制限されます。 S はマンガンと反応して脆い MnS 介在物を形成し、低温衝撃時に「亀裂開始点」として機能します。-。 S がわずかに過剰であっても、亀裂が急速に広がる経路を提供するため、靭性が大幅に低下する可能性があります。
3. バランスのとれた微細構造を維持する要素
シリコン（Si）: Controlled at 0.15–0.50%. Si enhances oxidation resistance but can cause brittleness if overused (e.g., >0.50%）。 Si を標準範囲内に維持すると、DBTT が上昇せず、低温延性が維持されます。-
カーボン(C)：0.18%以下に限定。 C 含有量が高いと、微細構造内の脆いパーライトの量が増加し、フェライト (延性相) が減少します。 C を低レベルに制御することで、Q450NQR1 は低温衝撃に耐えるのに重要な強靭なフェライト主体の構造を維持します。-
