组合螺钉中马氏体的组织形态对冲击韧度有重要的影响，马氏体的组织形态有两种：含有大量位错的板条状马氏体和含有孪晶的片状马氏体，孪晶的出现使滑移系减少为原来的1/4，孪晶又能感生微裂纹，因此，片状马氏体的断裂韧性较板条状马氏体的断裂韧性低。如果能通过合金化（如降低碳含量等）、热处理手段降低钢中孪晶马氏体量而增加位错马氏体量，则可提高组合螺钉的强韧性。无论是在热处理中的正火、退火、淬火和回火工序，奥氏体实际晶粒小的钢，最终性能均优于奥氏体实际晶粒大的组合螺钉。

　　根据生产实践，组合螺钉的奥氏体实际晶粒度粗于1～4级，对螺钉的冲击韧度（冲击吸收能量KV、KU）值呈逐渐下降趋势，严重影响螺钉的力学性能指标。随着晶粒度级别的提高（晶粒度越细小），低温冲击吸收能量KV、KU越高。这是由于晶粒越细，晶粒越多，晶界就越多，裂纹扩展阻力就越大，冲击吸收能量值就越高。

　　晶粒尺寸对材料屈服强度的影响已有定量的表达式。晶粒越细，屈强比越高，而且裂纹扩展时所消耗的能量也越多。细化晶粒是使材料强度和韧性同时提高的有效手段；对高强度组合螺钉原材料的实际晶粒度应控制在6～8级。