Η προσθήκη άνθρακα κατά το στάδιο σχηματισμού του χάλυβα AR αυξάνει την σκληρότητα και τη σκληρότητά του αλλά όχι τις ιδιότητες αντοχής του πυρήνα του. Ο λόγος για αυτό είναι η κρυσταλλική δομή που σχηματίζεται όταν το κράμα θερμαίνεται, ψύχεται και μερικές φορές ξαναθερμαίνεται πριν ψυχθεί αργά σε θερμοκρασία ηρεμίας.
Κατά τη διάρκεια της αρχικής φάσης θέρμανσης, το στοιχείο θερμαίνεται στους 1.650 βαθμούς F (ή 899 βαθμούς). Σε αυτό το σημείο, τα άτομα άνθρακα «γλιστρούν» στα κενά μεταξύ των ατόμων σιδήρου, εμποδίζοντας τα άτομα σιδήρου να επανατοποθετηθούν στη φυσική τους κατάσταση. Αυτό είναι το πρώιμο στάδιο της αλλαγής της κρυσταλλικής δομής.
Μόλις το υλικό φτάσει σε μια κρίσιμη θερμοκρασία, όπου τα άτομα βρίσκονται σε μια προσωποκεντρική κυβική δομή (FCC), εισέρχεται σε μια φάση ψύξης. Αυτή τη στιγμή, το κράμα θεωρείται ωστενιτικό κράμα. Εδώ αλλάζει η διαδικασία ανάλογα με το αν δημιουργείται διαμορφώσιμος χάλυβας AR.
Εάν κατασκευαστεί μη μορφοποιήσιμος χάλυβας AR, το κράμα ψύχεται με αργό ρυθμό, επιτρέποντας στα άτομα άνθρακα να διαχέονται στα γύρω άτομα σιδήρου ενώ προσπαθούν να αναδιοργανωθούν σε μια κυβική δομή με κέντρο το σώμα (BCC). Αυτό που μας μένει είναι ο τσιμεντίτης (Fe3C) ο οποίος είναι πολύ σκληρός αλλά πολύ εύθραυστος, γι' αυτό θεωρείται μη διαμορφώσιμος αλλά εξακολουθεί να είναι ανθεκτικός στη φθορά.
