9NI鋼良好的低溫韌度的機理研究，一直是材料工作者感興趣的課題，經過多年的研究，現有三種解釋機理得到大家的認可，一種解釋是把良好的低溫韌度歸結於回轉奧氏體的出現，它的出現組織裂紋的擴展即紋裂尖端鈍化效應，當裂紋尖端遇到回轉奧氏體區域時，將發生尖端轉向和分叉，以增加能量的消耗與吸收，從而是裂紋尖端受阻，裂紋尖端鈍化機理，在內部微觀組織中主要有裂紋走向改變以及裂尖分叉，其中一支裂紋繼續前進，此外在衝擊斷裂影響區內出現許多尺寸不一的空洞以及相互孤立的微裂紋。不僅回轉奧氏體具有提高韌度的作用，當板條狀馬氏體也具有提高其低溫韌度的作用，當板條狀馬氏體堆橫於裂尖前進的方向上，將造成裂尖鈍化和受阻，增大外加載荷使裂尖繼續前進必然要伴隨裂尖附近產生劇烈變形，在宏觀上表現為衝擊韌度增高。滲碳體也具有裂紋尖端鈍化效應，這就說明回轉奧氏體的存在並非裂紋鈍化的必要條件。另一種解釋是在斷裂過程中發生形變誘發馬氏體轉變，即局部相變誘發塑性，在裂紋前面的塑性區中，機械力誘導回轉奧氏體相變成為馬氏體，吸收附加能量，使塑性變形引起的局部應力集中，因相變而發生鬆弛，阻止了裂紋的萌生和擴展。不同的回轉奧氏體對局部相變誘發塑性，增加其低溫韌度的貢獻是不同的，在變形前已轉變的回轉奧氏體（熱不穩定性）、在變形中轉變的回轉奧氏體（機械穩定性）對衝擊韌度都有不用的影響，前者最差。此者最好，第三者居中。此外，還有一種解釋是回轉奧氏體能吸收使鐵素體變脆的C、N等元素，而使馬氏體得到淨化，從而提高低溫韌度，即回轉奧氏體的淨化作用。回轉奧氏體中的間隙原子和錯配原子的濃度要高於相鄰的馬氏體基體組織，C、N等間隙原子在回轉奧氏體中富集，使馬氏體基體淨化的同事基體組織韌性也提高，而NI、Mn原子也趨於偏聚在回轉奧氏體中，加強了回轉奧氏體的熱穩定性和機械穩定性，更加有利於低溫韌度的提高。
   回轉奧氏體對9NI鋼的低溫韌度的提高有重要作用，但並不是決定因素和唯一因素，即使經過調質和雙相區熱處理的9NI鋼，以獲得相同數量的回轉奧氏體，但其低溫韌度不同，甚至差距很大，這說明低溫韌度還與回轉奧氏體的分佈和形態有關。回轉奧氏體有兩種形態，一種是不規則塊狀，主要在原始奧氏體晶界上析出，另一種形態是薄片狀回轉奧氏體，它是在馬氏體板條間析出的，在板條間析出的回轉奧氏體對低溫韌度起著重要作用。
   回轉奧氏體對9NI鋼的低溫韌度有重要影響，但不是說回轉奧氏體的數量越多，低溫韌度就越高，開始隨著回轉奧氏體量的增加低溫韌度也升高，但達到一定數量後，低溫韌度達到極值，而後隨著回轉奧氏體的量增加而降低，這與回轉奧氏體的穩定性有關，回轉奧氏體的生成、穩定與原子的擴散有關，回火溫度越高，保溫時間越長，生成的回轉奧氏體越多，而其中所收溶的穩定性元素如C、NI、Mn等越少，使回轉奧氏體的穩定性降低，這些不穩定的回轉奧氏體增多，在組織中形成互相連續的網路，在外界機械力和低溫下，發生馬氏體轉變，成為裂紋擴展的通道，降低韌性。