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进行与耐磨性密切相关的高硬度化研究结果表明，钢板硬度主要由钢中含C量（下称〔C〕）及淬火处理后钢中M（马氏体）量决定。因此，为了获得目标硬度，Q345B无缝管在成分设计中同时确保〔C〕和完全M量是重要的。

　　将〔C〕＝0.10%～0.30%的多种钢板淬火而产生了完全M组织后测定了表面硬度。在确定目标硬度HBW分别≥361和≥477的同时，决定控制最低的〔C〕分别为0.14%和0.26%。

　　为了用DI评价钢的淬透性，将开发最大目标厚度Q345B无缝钢管能获得完全M组织作为前提进行了研究。并调查了不同化学成分的钢获得完全M组织的临界冷速。结果表明，在最大目标板厚32mm的冷速下，只有确保DI≥45mm，才能在淬火后获得完全M组织。并且，在耐磨钢板内高硬度钢上，为了防止容易产生的延迟断裂和淬裂，应尽量减轻其热处理应变，即适当控制冷却速度和终冷温度。

　　以Nb、Ti、V为代表的微合金化元素，通过Q345B无缝管固溶原子的拖曳作用和沉淀物的阻塞作用，促进了A晶粒的细化；而且，其向A中的固溶还有提高钢淬透性的效果。在进行能获得这些效果的合金设计时，还研究了如何控制Q345B无缝管连铸板坯加热温度、控轧与热处理以细化A晶粒的问题。

　　由于使用了上述的A晶粒细化技术，Q345B无缝管使原来粗大到40～50μm的原始A晶粒细化到约20μm以下。进一步从在－196℃实施夏比冲击试验中、人为产生脆性断裂时的断面显微组织观察可知，较之原来钢，开发钢的凹凸不平变小了，这是支配韧性的晶包尺寸变细的结果。因此可以确认晶包尺寸随原始A晶粒的细化而变小。

　　关于Q345B无缝钢管原始A晶粒尺寸对－40℃夏比冲击吸收能（VE－40℃)的影响研究表明，所开发的0.15%C－M钢因采用了微合金化和TMCP（即控冷控轧）技术，使钢的原始A晶粒细化到20μm，从而使VE－40℃大幅提高到了175～180J（即使细化到30μm也有90～98J）；而原来钢因原始A晶粒尺寸为30～50μm，故其VE－40℃仅有大约20～45J（仅为开发钢最高值的大约1/8～1/4、最低值的1/4～1/2）。这表明，只要采取措施将Q345B无缝钢管的原始A晶粒细化到30μm甚至20μm以下，即可大幅改善低温韧性。