1. Mikrostruktura: veličina zrna i fazni sastav
Veličina zrna: Fina, ujednačena feritna-perlitna zrnca (idealna mikrostruktura za S355J0WP) povećavaju žilavost-na niskim temperaturama. Fina zrna skraćuju udaljenost koju pukotine trebaju prijeći tijekom udara, zahtijevajući više energije da izazovu lom. Nasuprot tome, gruba zrna (od pregrijavanja tijekom valjanja ili sporog hlađenja) smanjuju žilavost stvaranjem većih lomljivih područja, čineći čelik sklonim pucanju na -20 stupnjeva.
Stvaranje krhke faze: Ako je hlađenje prebrzo (npr. naglo kaljenje na hladnom zraku), čelik može formirati tvrde, lomljive faze poput martenzita ili bainita umjesto duktilnog feritnog-perlita. Ove faze drastično smanjuju energiju udarca-čak i ispod potrebne Veće od ili jednako 27 J-na temperaturama ispod-nule.
2. Povijest obrade: valjanje, toplinska obrada i kvaliteta površine
Parametri toplog valjanja: Kontrolirano valjanje (npr. završno valjanje na 800–900 stupnjeva, nakon čega slijedi sporo hlađenje) pročišćava zrna i izbjegava grube mikrostrukture. Ako su temperature valjanja previsoke ili je hlađenje neravnomjerno, čelik može razviti unutarnja naprezanja ili neravnomjernu raspodjelu faza, slabeći njegovu žilavost pri niskim temperaturama.
Normalizacija (ako se primjenjuje): Pravilna normalizacija (zagrijavanje na 880–920 stupnjeva, držanje, zatim hlađenje na 5–20 stupnjeva /min) osigurava jednoliku strukturu ferit-perlita. Loša normalizacija-kao što je nepotpuna austenitizacija ili nepravilno hlađenje-dovodi do nedosljedne žilavosti u cijelom materijalu.
Površinski nedostaci: Površinske pukotine, ogrebotine ili kamenac od oksida djeluju kao "koncentratori naprezanja" na niskim temperaturama. Ovi nedostaci pokreću pukotine pod udarom, smanjujući sposobnost materijala da apsorbira energiju. Na primjer, mala površinska ogrebotina može uzrokovati krti lom na -20 stupnjeva čak i ako je unutarnja mikrostruktura zdrava.
3. Radna okolina: temperatura, stres i korozija
Ekstremno niske temperature: Dok je S355J0WP ocijenjen za -20 stupnjeva, produljena izloženost temperaturama ispod -30 stupnjeva (izvan standardnog opsega) može ga gurnuti iznad njegove "krhke prijelazne temperature". U tom trenutku čak i duktilne mikrostrukture postaju krte, a udarna žilavost naglo opada.
Kombinacija stresa i hladnoće: Statičko ili dinamičko naprezanje (npr. strukturalna opterećenja na mostovima, vibracije u strojevima) u kombinaciji s niskim temperaturama povećava rizik od krtog sloma. Naprezanje povećava pokretačku silu za rast pukotina, tako da se čak i mali unutarnji defekti mogu brzo širiti na -20 stupnjeva.
Korozija (osobito u hladnim, vlažnim uvjetima): Zaštitni sloj hrđe (patina) S355J0WP polako se stvara u hladnim, vlažnim okruženjima. Dok se patina ne stabilizira, vlaga i sol (npr. soli za odleđivanje zimi) mogu uzrokovati lokaliziranu koroziju, stvarajući male jamice koje djeluju kao pokretači pukotina. Korodirana područja imaju manju žilavost, ne ispunjavaju zahtjeve veće od ili jednake udaru od 27 J pri niskim temperaturama.
