В условиях низких температур структура и характеристики рельсовой стали могут изменяться следующим образом:

• Увеличивается скорость охлаждения металла. 1 Это влияет на образование нежелательных закалочных структур и трещин в период охлаждения и происходящие в нём структурные изменения. 1
• Снижаются механические свойства стали из-за повышенной вероятности насыщения сварного шва шлаковыми и газовыми включениями. 1
• Возникают напряжения в металле из-за неравномерной потери тепла по поперечному сечению. 1
• Кристаллы превращаются из пластичных в хрупкие. 4 Ниже определённой температуры (например, −40 °С) кристаллы феррита сразу разрываются без предварительной пластической деформации. 4
• Уменьшается вязкость разрушения рельсовой стали. 3 В результате рельс легче ломается при наличии поперечного дефекта. 3
• Выявляются другие дефекты, например смятые головки, которые возникают из-за более сильных ударов колёс и более жёсткого пути. 3

Таким образом, низкие температуры могут приводить к выходу рельсов из строя, особенно при резких изменениях температуры, например в начале зимы. 3