Det självskyddande rostskiktet av Corten Steel är i huvudsak ett tätt -FeOOH nanokristallint rostskikt. Dess bildning är inte en enkel oxidationsreaktion utan resultatet av den synergistiska effekten av flera faktorer inklusive legeringselement, miljömedier, tidsutveckling och substratets yttillstånd. Kärnbildningsförhållandena kan sammanfattas i följande fyra punkter:
1. Synergistisk effekt av nyckellegeringselement
Spårlegeringselement som Cu, Cr, Ni, P och Si tillsatta Corten Steel på basis av vanligt kolstål är kärnförutsättningen för bildandet av det självskyddande rostskiktet. Dessa element måste uppfylla specifika innehållsförhållanden: Cu-innehållet bör vara mellan 0,25 % och 0,55 %, och fungera som kärnans korrosionsbeständiga element för att katalysera bildandet av ett tätt rostskikt; Cr-halten varierar från 0,30 % till 1,25 %, vilket kan förbättra passiveringsförmågan och blockera porer i rostskiktet; Ni-halten är mindre än eller lika med 0,65 %, vilket förbättrar rostskiktets enhetlighet; det totala innehållet av Cu + Cr + Ni måste vara större än eller lika med 0,80 % för att styra omvandlingen av rostskiktet till -FeOOH-kristallformen genom synergistiska effekter. Om innehållet i legeringselement inte uppfyller standarden kan bara ett löst -FeOOH-rostskikt bildas, vilket misslyckas med att uppnå själv{14}}skydd.
2. Lämpligt utbud av miljömedia
Bildandet av det självskyddande rostskiktet kräver kontinuerligt och måttligt deltagande av miljömedier, där kärnan är den stabila tillförseln av "syre + vatten", och det samtidiga behovet av spårkorrosiva medier (som CO₂, SO₄²⁻) som katalytiska förhållanden. Specifikt bör den relativa luftfuktigheten i miljön hållas mellan 45 % och 85 %: otillräcklig luftfuktighet kommer inte att bilda tillräckligt med elektrolyt, vilket leder till stagnation av rostskiktets utveckling; överdriven luftfuktighet (som långvarig-vattenansamling) kommer att orsaka lokal syrebrist, vilket bildar ett svart icke-skyddande rostskikt. Dessutom kan en lämplig mängd atmosfäriska föroreningar (såsom SO₂ i industriell atmosfär och spårdamm i lantlig atmosfär) påskynda den initiala bildningen av rostskiktet, men alltför stora föroreningar kommer att skada rostskiktets stabilitet.
3. Tillräcklig tid Evolution Cycle
Bildandet av det självskyddande rostskiktet är en dynamisk evolutionär process som inte kan uppnås över en natt. Det måste gå igenom hela stadiet av "inledande löst rostskikt → övergångsrostskikt → stabilt skyddande rostskikt". Under lämpliga miljöförhållanden bildas ett löst -FeOOH i det inledande skedet (0-3 månader); legeringselement ackumuleras och inducerar transformation av kristallform i övergångsstadiet (3-6 månader); ett tätt -FeOOH nanokristallint rostskikt bildas i stabilt skede (6-12 månader). Om den tillräckliga utvecklingstiden inte uppnås kommer rostskiktet inte att fullborda transformationen av kristallformen, och skyddsprestandan kommer att minska avsevärt.
4. Rengör underlagets yta
Renheten hos Corten Steel-substratytan påverkar direkt rostskiktets vidhäftning och enhetlighet. Om det finns oljefläckar, oxidskal, svetsslagg eller mekanisk skada på ytan, kommer det att leda till ojämn lokal korrosionshastighet, bilda ett fläckigt rostskikt och till och med hindra den totala bildningen av det självskyddande rostskiktet. I praktiska tillämpningar behöver därför substratytan förbehandlas (såsom slipning och avfettning) för att avlägsna föroreningar och säkerställa måttlig ytjämnhet, vilket ger en grund för en jämn tillväxt av rostskiktet.
