1. Cupru (Cu): elementul de bază pentru inițierea și stabilitatea patinei
Conţinut: De obicei, 0,20–0,50% în SPA-H.
Rol: Cel mai esențial element de aliere pentru rezistența la intemperii. Cuprul accelerează formarea inițială a patinei și îi modifică structura chimică, făcând-o mai densă și mai aderentă la substratul de oțel.
Mecanism: ionii de cupru migrează pe suprafața oțelului în timpul oxidării, formând compuși hidroxicarbonat{0}}bogați în cupru, care se leagă cu oxizii de fier (rugina) pentru a crea un strat de patină stabil, care nu se-descămată. Fără cupru, SPA-H ar forma rugina liberă, neprotectoare, precum oțelul carbon simplu.
2. Crom (Cr): Îmbunătățește densitatea patinei și rezistența la coroziune în medii dure
Conţinut: De obicei, 0,30–1,25% în SPA-H.
Rol: Mărește densitatea și stabilitatea chimică a patinei, în special în mediile de coastă umede, industriale sau blânde, cu niveluri mai ridicate de poluanți sau pulverizare de sare.
Mecanism: cromul formează oxizi de crom în interiorul patinei, care umplu micro-porii din stratul de oxid de fier și îi reduc permeabilitatea la apă, oxigen și ioni corozivi (de exemplu, ionii de clorură din pulverizarea cu sare). Acest lucru face ca patina să fie o barieră mai eficientă împotriva coroziunii ulterioare.
3. Fosfor (P): Promovează formarea uniformă a patinei
Conţinut: De obicei, 0,07–0,15% în SPA-H (un nivel mai ridicat decât oțelul carbon simplu).
Rol: Asigură formarea uniformă a patinei pe suprafața oțelului, prevenind ruginirea neuniformă sau neuniformă care poate duce la coroziune localizată.
Mecanism: Fosforul modifică chimia suprafeței oțelului pentru a accelera oxidarea într-un mod controlat și uniform. De asemenea, reduce rata descuamării patinei, menținând în timp integritatea stratului protector.
4. Elemente de aliere minore (Ni, Si, Mn): Suport sinergic
Nichel (Ni, ~0,20–0,50%): îmbunătățește și mai mult duritatea și rezistența patinei la ionii de clorură, făcând SPA-H mai potrivit pentru mediile de coastă blânde.
Siliciu (Si, ~0,15–0,50%): ajută la formarea unui strat bogat de silice-în interiorul patinei, crescând duritatea acestuia și rezistența la abraziune sau deteriorare fizică.
Mangan (Mn, ~0,80–1,50%): Întărește matricea de oțel fără a compromite formarea patinei, echilibrând rezistența mecanică și rezistența la coroziune.
5. Carbon (C) și sulf (S): controlate pentru performanță optimă
Carbon (C, mai mic sau egal cu 0,12%): Menținut la un nivel scăzut pentru a evita formarea de carburi dure, casante, care pot provoca coroziune localizată și pot reduce aderența patinei.
Sulf (S, mai mic sau egal cu 0,035%): Minimizat pentru a preveni formarea de incluziuni de sulfuri, care sunt predispuse la coroziune și pot perturba formarea uniformă a patinei protectoare.
