Само{0}}захисний шар іржі Corten Steel — це по суті щільний нанокристалічний шар іржі -FeOOH. Його утворення є не простою реакцією окислення, а результатом синергічного ефекту багатьох факторів, включаючи легуючі елементи, навколишнє середовище, еволюцію часу та стан поверхні підкладки. Умови формування ядра можна підсумувати в наступних чотирьох пунктах:
1. Синергічний ефект ключових легуючих елементів
Мікролегуючі елементи, такі як Cu, Cr, Ni, P і Si, додані до Corten Steel на основі звичайної вуглецевої сталі, є основною передумовою для формування само-захисного шару від іржі. Ці елементи мають відповідати певним співвідношенням вмісту: вміст Cu має становити від 0,25% до 0,55%, діючи як корозійно-стійкий елемент, що каталізує утворення щільного шару іржі; вміст Cr коливається від 0,30% до 1,25%, що може підвищити пасиваційну здатність і блокувати пори в шарі іржі; вміст Ni менше або дорівнює 0,65%, покращуючи рівномірність шару іржі; загальний вміст Cu + Cr + Ni має бути більше або дорівнювати 0,80%, щоб керувати перетворенням шару іржі в кристалічну форму -FeOOH завдяки синергічним ефектам. Якщо вміст легуючих елементів не відповідає стандартам, може утворитися лише пухкий шар іржі -FeOOH, що не забезпечує самозахисту-.
2. Відповідне постачання екологічних середовищ
Утворення само-захисного шару від іржі потребує безперервної та помірної участі середовищ навколишнього середовища, причому основою є стабільне постачання «кисню + води» та одночасна потреба в слідах корозійних середовищ (таких як CO₂, SO₄²⁻) як каталітичних умов. Зокрема, відносна вологість навколишнього середовища повинна підтримуватися між 45% і 85%: недостатня вологість не призведе до утворення достатньої кількості електроліту, що призведе до застою розвитку шару іржі; надмірна вологість (така як тривале -накопичення води) спричинить місцевий дефіцит кисню, утворюючи чорний не-захисний шар іржі. Крім того, відповідна кількість атмосферних забруднювачів (таких як SO₂ у промисловій атмосфері та сліди пилу в сільській атмосфері) може прискорити початкове утворення шару іржі, але надмірні забруднювачі пошкодять стабільність шару іржі.
3. Достатній часовий цикл еволюції
Утворення само{0}}захисного шару від іржі є динамічним еволюційним процесом, який не може бути досягнутий за одну ніч. Він повинен пройти повну стадію «початковий пухкий шар іржі → перехідний шар іржі → стабільний захисний шар іржі». За відповідних умов навколишнього середовища на початковій стадії (0-3 місяці) утворюється пухкий -FeOOH; на перехідній стадії (3-6 місяців) легуючі елементи накопичуються і викликають перетворення кристалічної форми; у стабільній стадії (6-12 місяців) утворюється щільний нанокристалічний шар іржі -FeOOH. Якщо достатній час розвитку не досягнуто, шар іржі не завершить перетворення кристалічної форми, і захисні характеристики будуть значно знижені.
4. Чистий стан поверхні основи
Чистота поверхні основи Corten Steel безпосередньо впливає на адгезію та однорідність шару іржі. Якщо на поверхні є масляні плями, окалини, зварювальний шлак або механічні пошкодження, це призведе до нерівномірної локальної швидкості корозії, утворить плямистий шар іржі та навіть перешкодить загальному формуванню само-захисного шару іржі. Таким чином, у практичних застосуваннях поверхню підкладки потрібно попередньо обробити (наприклад, відшліфувати та знежирити), щоб видалити забруднення та забезпечити помірну шорсткість поверхні, забезпечуючи основу для рівномірного зростання шару іржі.
