1. Mikrostruktura: veličina zrna i fazni sastav
Veličina zrna: Fina, ujednačena zrna ferit-perlita (idealna mikrostruktura za S355J0WP) povećavaju žilavost pri niskim{3}}temperaturama. Fina zrna skraćuju udaljenost koju pukotine trebaju prijeći tokom udara, zahtijevajući više energije da izazovu lom. Nasuprot tome, krupna zrna (od pregrijavanja tokom valjanja ili sporog hlađenja) smanjuju žilavost stvaranjem većih krhkih područja, čineći čelik sklonim lomljenju na -20 stepeni.
Formiranje krhke faze: Ako je hlađenje prebrzo (npr. iznenadno gašenje na hladnom zraku), čelik može formirati tvrde, krhke faze poput martenzita ili bainita umjesto duktilnog feritnog-perlita. Ove faze drastično smanjuju energiju udara-čak i ispod potrebne Više od ili jednako 27 J-na -temperaturama ispod nule.
2. Povijest obrade: valjanje, toplinska obrada i kvalitet površine
Parametri toplog valjanja: Kontrolisano valjanje (npr. završno valjanje na 800-900 stepeni, nakon čega sledi sporo hlađenje) rafinira zrna i izbegava grubu mikrostrukturu. Ako su temperature valjanja previsoke ili je hlađenje neravnomjerno, čelik može razviti unutrašnje naprezanje ili neravnomjernu raspodjelu faza, slabeći njegovu žilavost pri niskim temperaturama.
Normalizacija (ako se primjenjuje): Pravilna normalizacija (zagrijavanje na 880-920 stepeni, držanje, zatim hlađenje na 5-20 stepeni/min) osigurava ujednačenu feritnu-perlitnu strukturu. Loša normalizacija-kao što je nepotpuna austenitizacija ili nepravilno hlađenje-dovodi do nedosljedne žilavosti materijala.
Površinski defekti: Površinske pukotine, ogrebotine ili oksidni kamenac djeluju kao "koncentratori naprezanja" na niskim temperaturama. Ovi defekti pokreću pukotine pod udarom, smanjujući sposobnost materijala da apsorbuje energiju. Na primjer, mala površinska ogrebotina može uzrokovati krhki lom na -20 stepeni čak i ako je unutrašnja mikrostruktura zdrava.
3. Uslužno okruženje: temperatura, stres i korozija
Ekstremno niske temperature: Dok je S355J0WP ocenjen za -20 stepeni, produženo izlaganje temperaturama ispod -30 stepeni (izvan njegovog standardnog opsega) može ga pomeriti preko njegove "temperature krhkog prelaza". U ovom trenutku čak i duktilne mikrostrukture postaju krhke, a udarna žilavost naglo opada.
Kombinacija stresa i hladnoće: Statičko ili dinamičko naprezanje (npr. konstrukcijska opterećenja na mostovima, vibracije u mašinama) u kombinaciji sa niskim temperaturama povećava rizik od krtog loma. Naprezanje povećava pokretačku snagu za rast pukotina, tako da se čak i mali unutrašnji defekti mogu brzo širiti na -20 stepeni.
Korozija (posebno u hladnim, vlažnim uslovima): S355J0WP zaštitni sloj rđe (patina) se polako formira u hladnom, vlažnom okruženju. Dok se patina ne stabilizira, vlaga i sol (npr. soli za odmrzavanje zimi) mogu uzrokovati lokaliziranu koroziju, stvarajući male rupice koje djeluju kao pokretači pucanja. Korodirana područja imaju nižu žilavost, ne ispunjavajući zahtjeve za udar veći od ili jednakih 27 J pri niskim temperaturama.
