1. Mehanizam utjecaja mangana na granicu tečenja
Ojačanje čvrste otopine: Atomi mangana imaju atomski radijus sličan atomima željeza i mogu se ravnomjerno otopiti u feritnoj matrici čelika. Ovi otopljeni atomi Mn ometaju pravilan raspored atoma željeza, povećavajući otpor kretanju dislokacija unutar kristalne strukture-to izravno podiže granicu tečenja, budući da veća otpornost na dislokaciju znači da je potrebna veća vanjska sila za pokretanje plastične deformacije čelika.
Pročišćavanje mikrostrukture: Mangan potiče stvaranje mikrostrukture finog-ferita-perlita tijekom valjanja i procesa hlađenja Q355NH. Prema Hall-Petchevom odnosu, finija veličina zrna dovodi do veće granice razvlačenja, jer granice zrna djeluju kao barijere kretanju dislokacija; više granica zrna znači veću otpornost na deformaciju.
2. Utjecaj sadržaja mangana izvan standardnog raspona
Ispod 1,20% Mn: Stupanj ojačanja čvrste otopine i usitnjenosti zrna je nedovoljan. Feritna zrna čelika postaju grublja, što rezultira granicom tečenja koja ne ispunjava zahtjeve standarda Q355NH (veća ili jednaka 355 MPa), što ugrožava nosivost-strukturalnog opterećenja materijala.
Iznad 1,60% Mn: Prekomjerna količina mangana uzrokovat će segregaciju u čeličnoj matrici, što će dovesti do stvaranja krhkog cementita (Fe₃C) na granicama zrna. Dok se granica razvlačenja može malo povećati u kratkom roku, žilavost i zavarljivost čelika značajno će se smanjiti, čineći ga sklonim pucanju tijekom obrade (npr. savijanje, zavarivanje) ili u uvjetima rada na niskim-temperaturama.
3. Sinergija s drugim elementima legure
Silicij pojačava čvrstoću čvrste otopine u kombinaciji s manganom, pojačavajući otpornost na kretanje dislokacija.
Vanadij stvara fine karbide vanadija, koji učvršćuju granice zrna i sprječavaju rast zrna tijekom zagrijavanja, nadopunjujući manganov učinak pročišćavanja zrna kako bi se postigao uravnoteženiji omjer čvrstoće-žilavosti.
