Kärnprincipen bakom Cortenståls "Corten" (dvs utmärkt motståndskraft mot atmosfärisk korrosion) är bildandet av ett tätt, stabilt och starkt vidhäftande skyddande rostskikt på dess yta genom reglering av legeringselement. Detta uppnår en själv-skyddande effekt av "rostskydd med rost." Dess vittringsmekanism kan analyseras utifrån tre aspekter: legeringselementens roll, rostskiktets utveckling och skyddsmekanismen.
1. Koppar (Cu, 0,25-0,55%):
Kärnvittringselement, katalyserar bildandet av ett tätt rostskikt
Förbättrar rostskiktets vidhäftning och stabilitet
För högt innehåll kan lätt leda till het sprödhet
2. Krom (Cr, 0,30-1,25%):
Förbättrar passiveringsförmågan och stabiliserar rostskiktets struktur
Förbättrar värmebeständighet och oxidationsbeständighet
Bildar en Cr₂O₃-skyddsfilm som förhindrar korrosion från att tränga djupare in
3. Nickel (Ni, mindre än eller lika med 0,65%):
Förbättrar seghet vid låg-temperatur och förbättrar utmattningsmotståndet
Förbättrar korrosionsbeständigheten mot syra och saltspray
Främjar jämn fördelning av legeringselement
Corten stål färgändring
4. Fosfor (P, 0,07-0,15 %, hög-P-typ):
Förbättrar den initiala korrosionsbeständigheten och påskyndar bildandet av en skyddsfilm
Minskar svetsbarheten, kräver balanserad användning
Hög-P-typ (COR-TEN A) har bättre väderbeständighet men dålig svetsbarhet
5. Kisel (Si, (0,15-0,75%):
Stärker ferritmatrisen och ökar styrkan
Främjar bildandet av ett skyddande rostskikt
Förbättrar motståndet mot hög-temperaturoxidation
Synergistisk effekt: När den totala Cu+Cr+Ni-halten är större än eller lika med 0,80 %, bildas ett stabilt -FeOOH nanokristallint rostskikt, med en permeabilitet som endast är 1/5 av rost av vanlig kolstål, vilket effektivt förhindrar ytterligare korrosion.
