Dodavanje ugljenika tokom faze formiranja AR čelika povećava njegovu žilavost i tvrdoću, ali ne i svojstva čvrstoće jezgra. Razlog za to je kristalna struktura koja se formira kada se legura zagrije, ohladi, a ponekad i ponovno zagrije prije nego što se polako ohladi do temperature mirovanja.
Tokom početne faze zagrevanja, element se zagreva na 1650 stepeni F (ili 899 stepeni). U ovom trenutku, atomi ugljika "skliznu" u prostore između atoma željeza, sprječavajući atome željeza da se ponovo slože u svom prirodnom stanju. Ovo je rana faza promjene kristalne strukture.
Jednom kada materijal dostigne kritičnu temperaturu u kojoj su atomi u kubičnoj (FCC) strukturi, on ulazi u fazu hlađenja. U ovom trenutku, legura se smatra austenitnom legurom. Ovdje se proces mijenja ovisno o tome da li se stvara AR čelik.
Ako se napravi neformirajući AR čelik, legura se hladi sporom brzinom, dozvoljavajući atomima ugljika da difundiraju u okolne atome željeza dok se pokušavaju reorganizirati u kubičnu strukturu usmjerenu na tijelo (BCC). Ono što nam preostaje je cementit (Fe3C) koji je vrlo tvrd, ali vrlo krhak zbog čega se smatra neformirajućim, ali ipak otpornim na habanje.
