Ulepszone cieplnie niskowęglowe spawalne stale konstrukcyjne, tzn. poddane hartowaniu i odpuszczaniu, z zasady są stalami drobnoziarnistymi. Stosuje się niekiedy ulepszanie stali typu C-Mn bez mikrododatków, jednak nie uzyskuje się wysokiej wytrzymałości. Dodatek chromu i molibdenu do niskowęglowych stali drobnoziarnistych powoduje powstawanie względnie trwałych węglików i obniżenie krytycznej szybkości chłodzenia oraz zwiększenie hartowności. Wanad, tworząc węglikoazotki, umacnia stal dyspersyjnie, a nikiel poprawia właściwości plastyczne, zwłaszcza udarność w obniżonej temperaturze. W zależności od składu chemicznego i obróbki cieplnej granica plastyczności tych stali wynosi od ok. 400 do 1000 MPa. Wszystkie stale drobnoziarniste są uspokojone i zawierają pierwiastki wiążące azot, co zabezpiecza je przed starzeniem. Ryzyko wystąpienia pęknięć gorących w tych stalach jest niewielkie. Mogą natomiast pojawić się pęknięcia roz-warstwieniowe (lamelarne), ponieważ stale te są często stosowane w postaci blach stosunkowo cienkich, w których wtrącenia niemetaliczne – choć występują rzadko – są bardzo rozwalcowane. Praktycznie najpoważniejszym problemem spawalniczym mogą być pęknięcia zimne związane z utwardzeniem w SWC i zawartością wodoru w stopiwie. Konieczną temperaturę podgrzewania złącza należy określić, korzystając ze wzoru (5.3). Jeśli energia liniowa spawania jest niska, to w złączu powstaje struktura martenzytyczna. skłonna do pękania zimnego, która można jednak ulec odpuszczeniu przez ułożenie kolejnych warstw.