L'ajout de carbone pendant la phase de formation de l'acier AR augmente sa ténacité et sa dureté, mais pas ses propriétés de résistance centrale. La raison en est la structure cristalline qui se forme lorsque l’alliage est chauffé, refroidi et parfois réchauffé avant de refroidir lentement jusqu’à la température de repos.
Pendant la phase de chauffage initiale, l'élément est chauffé à 1 650 degrés F (ou 899 degrés). À ce stade, les atomes de carbone « glissent » dans les espaces entre les atomes de fer, empêchant les atomes de fer de se réempiler dans leur état naturel. C’est le premier stade du changement de la structure cristalline.
Une fois que le matériau atteint une température critique où les atomes sont dans une structure cubique à faces centrées (FCC), il entre dans une phase de refroidissement. À l’heure actuelle, l’alliage est considéré comme un alliage austénitique. C'est là que le processus change selon que de l'acier AR formable est créé ou non.
Si de l'acier AR non formable est fabriqué, l'alliage refroidit lentement, permettant aux atomes de carbone de se diffuser dans les atomes de fer environnants tout en essayant de se réorganiser en une structure cubique centrée sur le corps (BCC). Il ne nous reste que la cémentite (Fe3C) qui est très dure mais très cassante, c'est pourquoi elle est considérée comme informable mais néanmoins résistante à l'usure.
