1. Mikrorakenne: Raekoko ja faasikoostumus
Raekoko: Hienot, tasaiset ferriitti-perliittirakeet (ihanteellinen mikrorakenne S355J0WP:lle) lisäävät kestävyyttä matalassa-lämpötilassa. Hienot rakeet lyhentävät etäisyyttä, jonka halkeamien on kuljettava törmäyksen aikana, mikä vaatii enemmän energiaa murtumien aiheuttamiseksi. Sitä vastoin karkeat rakeet (ylikuumenemisesta valssauksen tai hitaan jäähdytyksen aikana) vähentävät sitkeyttä luomalla suurempia hauraita alueita, jolloin teräs on altis särkymiselle -20 asteessa.
Hauras faasin muodostuminen: Jos jäähtyminen on liian nopeaa (esim. äkillinen jäähdytys kylmässä ilmassa), teräs voi muodostaa kovia, hauraita faaseja, kuten martensiittia tai bainiittia sitkeän ferriitti-perliitin sijasta. Nämä vaiheet alentavat iskuenergiaa dramaattisesti-jopa vaaditun Suurempi tai yhtä suuri kuin 27 J-nollan miinus-lämpötiloissa.
2. Käsittelyhistoria: valssaus, lämpökäsittely ja pinnan laatu
Kuumavalssauksen parametrit: Hallittu valssaus (esim. viimeistelyvalssaus 800–900 asteessa, jota seuraa hidas jäähdytys) jalostaa rakeita ja välttää karkeita mikrorakenteita. Jos valssauslämpötilat ovat liian korkeita tai jäähdytys on epätasaista, teräkseen voi kehittyä sisäisiä jännityksiä tai epätasainen vaihejakauma, mikä heikentää sen sitkeyttä alhaisissa lämpötiloissa.
Normalisointi (jos käytössä): Oikea normalisointi (kuumennus 880–920 asteeseen, pito, sitten jäähdytys 5–20 astetta/min) varmistaa tasaisen ferriitti-perliittirakenteen. Huono normalisointi-kuten epätäydellinen austenisointi tai epäsäännöllinen jäähdytys-johtaa epäyhtenäiseen sitkeyteen koko materiaalissa.
Pintaviat: Pintahalkeamat, naarmut tai oksidihilse toimivat "jännityksen keskittäjinä" matalissa lämpötiloissa. Nämä viat aiheuttavat halkeamia iskun vaikutuksesta, mikä heikentää materiaalin kykyä absorboida energiaa. Esimerkiksi pieni pintanaarmu voi aiheuttaa hauraan murtuman -20 asteessa, vaikka sisäinen mikrorakenne olisi ehjä.
3. Palveluympäristö: lämpötila, jännitys ja korroosio
Äärimmäisen matalat lämpötilat: Vaikka S355J0WP:n luokitus on -20 astetta, pitkäaikainen altistuminen alle -30 asteen lämpötiloille (standardialueen ulkopuolella) voi ajaa sen yli "hauraan siirtymälämpötilansa". Tässä vaiheessa myös sitkeät mikrorakenteet muuttuvat hauraiksi ja iskunkestävyys laskee jyrkästi.
Yhdistetty stressi ja kylmä: Staattinen tai dynaaminen jännitys (esim. siltojen rakenteelliset kuormitukset, koneiden tärinä) yhdistettynä alhaisiin lämpötiloihin lisää hauraan rikkoutumisen riskiä. Stressi lisää halkeamien kasvua, joten pienetkin sisäiset viat voivat levitä nopeasti -20 asteessa.
Korroosio (erityisesti kylmissä, märissä olosuhteissa): S355J0WP:n suojaava ruostekerros (patina) muodostuu hitaasti kylmässä, kosteassa ympäristössä. Kunnes patina stabiloituu, kosteus ja suola (esim. jäänpoistosuolat talvella) voivat aiheuttaa paikallista korroosiota, jolloin syntyy pieniä kuoppia, jotka toimivat halkeilun alkulähteinä. Syövyttyneiden alueiden sitkeys on pienempi, eivätkä ne täytä 27 J:n tai yhtä suuren iskun vaatimusta alhaisissa lämpötiloissa.
