1. Мідь (Cu): основний елемент для формування патинування та стабільності
Зміст: Зазвичай 0,20–0,50% у SPA-H.
роль: найважливіший легуючий елемент для стійкості до атмосферних впливів. Мідь прискорює початкове утворення патини та модифікує її хімічну структуру, роблячи її щільнішою та більшою адгезією до сталевої основи.
Механізм: Іони міді мігрують до поверхні сталі під час окислення, утворюючи -багаті міддю гідроксикарбонатні сполуки, які зв’язуються з оксидами заліза (іржа), створюючи стабільний шар патини, який не-відшаровується. Без міді SPA-H утворював би пухку, незахищену іржу, як звичайна вуглецева сталь.
2. Хром (Cr): підвищує щільність патини та стійкість до корозії в суворих умовах
Зміст: Зазвичай 0,30–1,25% у SPA-H.
роль: підвищує щільність патини та хімічну стійкість, особливо у вологих, промислових або м’яких прибережних середовищах із високим рівнем забруднюючих речовин або соляних бризок.
Механізм: хром утворює оксиди хрому в патині, які заповнюють мікро-пори в шарі оксиду заліза та зменшують його проникність для води, кисню та корозійних іонів (наприклад, іонів хлориду з сольового туману). Це робить патину більш ефективним бар’єром проти подальшої корозії.
3. Фосфор (P): сприяє рівномірному утворенню нальоту
Зміст: Зазвичай 0,07–0,15% у SPA-H (вищий рівень, ніж у звичайній вуглецевій сталі).
роль: Забезпечує рівномірне формування патини по всій сталевій поверхні, запобігаючи плямистій або нерівномірній іржі, яка може призвести до локалізованої корозії.
Механізм: Фосфор модифікує хімічний склад поверхні сталі, щоб прискорити окислення контрольованим і рівномірним чином. Це також зменшує швидкість відшарування патини, зберігаючи цілісність захисного шару з часом.
4. Другорядні легуючі елементи (Ni, Si, Mn): синергетична підтримка
Нікель (Ni, ~0,20–0,50%): додатково покращує міцність патини та стійкість до іонів хлориду, що робить SPA-H більш придатним для м’яких прибережних середовищ.
Кремній (Si, ~0,15–0,50%): Сприяє формуванню насиченого кремнеземом шару в патині, підвищуючи його твердість і стійкість до стирання чи фізичного пошкодження.
Марганець (Mn, ~0,80–1,50%): Зміцнює сталеву матрицю без шкоди для утворення патини, збалансовуючи механічну міцність і стійкість до корозії.
5. Вуглець (C) і сірка (S): контрольовані для оптимальної продуктивності
Вуглець (C, менше або дорівнює 0,12%): Зберігається на низькому рівні, щоб уникнути утворення твердих, крихких карбідів, які можуть спричинити локальну корозію та зменшити адгезію патини.
Сірка (S, менше або дорівнює 0,035%): Мінімізовано для запобігання утворенню сульфідних включень, які схильні до корозії та можуть порушити рівномірне формування захисної патини.
