1. Mikrostruktūra: grūdelių dydis ir fazės sudėtis
Grūdelių dydis: smulkūs, vienodi ferito{0}}perlito grūdeliai (ideali S355J0WP mikrostruktūra) padidina atsparumą žemoje -temperatūroje. Smulkūs grūdeliai sutrumpina atstumą, kurį įtrūkimai turi nukeliauti smūgio metu, todėl lūžiams sukelti reikia daugiau energijos. Priešingai, stambūs grūdeliai (dėl perkaitimo valcavimo metu arba lėto aušinimo) sumažina kietumą, sudarydami didesnius trapius plotus, todėl plienas gali dūžti esant -20 laipsnių.
Trapios fazės susidarymas: Jei aušinimas vyksta per greitai (pvz., staigus gesinimas šaltame ore), plienas gali sudaryti kietas, trapias fazes, tokias kaip martensitas arba bainitas, o ne kaliojo ferito -perlitas. Šios fazės drastiškai sumažina smūgio energiją-netgi žemiau reikalaujamos Didesnės arba lygios 27 J-esant minus-nulinei temperatūrai.
2. Apdorojimo istorija: valcavimas, terminis apdorojimas ir paviršiaus kokybė
Karšto valcavimo parametrai: Kontroliuojamas valcavimas (pvz., baigiamasis valcavimas 800–900 laipsnių kampu, po to lėtas aušinimas) išgrynina grūdus ir išvengia stambių mikrostruktūrų. Jei valcavimo temperatūra yra per aukšta arba aušinimas netolygus, plienui gali atsirasti vidinių įtempių arba netolygus fazių pasiskirstymas, todėl žemoje temperatūroje susilpnėja jo kietumas.
Normalizavimas (jei taikomas): Tinkamas normalizavimas (kaitinimas iki 880–920 laipsnių, laikymas, po to aušinimas 5–20 laipsnių per minutę) užtikrina vienodą ferito -perlito struktūrą. Dėl prasto normalizavimo-, pvz., nebaigto austenitizavimo arba nepastovaus aušinimo-, medžiaga tampa nevienoda.
Paviršiaus defektai: Paviršiaus įtrūkimai, įbrėžimai arba oksidų apnašos veikia kaip „streso koncentratoriai“ esant žemai temperatūrai. Dėl šių defektų atsiranda įtrūkimų po smūgio, todėl sumažėja medžiagos gebėjimas sugerti energiją. Pavyzdžiui, nedidelis paviršiaus įbrėžimas gali sukelti trapumą -20 laipsnių temperatūroje, net jei vidinė mikrostruktūra yra tvirta.
3. Aptarnavimo aplinka: temperatūra, įtempiai ir korozija
Itin žema temperatūra: Nors S355J0WP įvertintas -20 laipsnių , ilgalaikis žemesnės nei -30 laipsnių temperatūros poveikis (viršijant standartinę taikymo sritį) gali nustumti jį virš "trapios pereinamosios temperatūros". Šiuo metu net plastiškos mikrostruktūros tampa trapios, o atsparumas smūgiams smarkiai sumažėja.
Derinamas stresas ir šaltis: Statinis arba dinaminis įtempis (pvz., tiltų konstrukcinės apkrovos, mašinų vibracija) kartu su žema temperatūra padidina trapios gedimo riziką. Stresas padidina įtrūkimų augimo varomąją jėgą, todėl net ir nedideli vidiniai defektai gali greitai plisti esant -20 laipsnių.
Korozija (ypač šaltomis, drėgnomis sąlygomis): S355J0WP apsauginis rūdžių sluoksnis (patina) formuojasi lėtai šaltoje, drėgnoje aplinkoje. Kol patina stabilizuosis, drėgmė ir druska (pvz., ledą šalinančios druskos žiemą) gali sukelti vietinę koroziją, sudarydamos mažas duobutes, kurios veikia kaip įtrūkimų pradžia. Korozijos pažeistos sritys pasižymi mažesniu atsparumu ir neatitinka didesnio arba lygaus 27 J smūgio reikalavimo esant žemai temperatūrai.
