1. Медь (Cu): основной элемент для образования и стабильности патины.
Содержание: Обычно 0,20–0,50 % в SPA-H.
Роль: Самый важный легирующий элемент для устойчивости к атмосферным воздействиям. Медь ускоряет первоначальное образование патины и изменяет ее химическую структуру, делая ее более плотной и прочной на стальной основе.
Механизм: Ионы меди мигрируют к поверхности стали во время окисления, образуя-богатые медью гидроксикарбонатные соединения, которые связываются с оксидами железа (ржавчиной), образуя стабильный, не-отслаивающийся слой патины. Без меди SPA-H образовывал бы рыхлую, незащитную ржавчину, как обычная углеродистая сталь.
2. Хром (Cr): повышает плотность патины и устойчивость к коррозии в суровых условиях.
Содержание: Обычно 0,30–1,25 % в SPA-H.
Роль: Повышает плотность и химическую стабильность патины, особенно во влажной, промышленной или мягкой прибрежной среде с более высоким уровнем загрязняющих веществ или соленых брызг.
Механизм: Хром образует оксиды хрома внутри патины, которые заполняют микро-поры в слое оксида железа и снижают его проницаемость для воды, кислорода и агрессивных ионов (например, ионов хлорида из солевых брызг). Это делает патину более эффективным барьером против дальнейшей коррозии.
3. Фосфор (P): способствует образованию однородной патины.
Содержание: Обычно 0,07–0,15 % в SPA-H (более высокий уровень, чем в простой углеродистой стали).
Роль: Обеспечивает равномерное образование патины по всей стальной поверхности, предотвращая появление пятен или неравномерного ржавления, которое может привести к локальной коррозии.
Механизм: Фосфор изменяет химический состав поверхности стали, ускоряя контролируемое и равномерное окисление. Также он снижает скорость отслаивания патины, сохраняя целостность защитного слоя с течением времени.
4. Второстепенные легирующие элементы (Ni, Si, Mn): синергетическая поддержка
Никель (Ni, ~0,20–0,50%): Еще больше повышает прочность патины и устойчивость к ионам хлорида, что делает SPA-H более подходящим для мягких прибрежных условий.
Кремний (Si, ~0,15–0,50%): способствует образованию кремнеземного-слоя внутри патины, повышая ее твердость и устойчивость к истиранию и физическим повреждениям.
Марганец (Mn, ~0,80–1,50%): Укрепляет стальную матрицу без ущерба для образования патины, балансируя механическую прочность и коррозионную стойкость.
5. Углерод (C) и сера (S): контролируются для оптимальной производительности
Углерод (C, менее или равно 0,12%): Поддерживается на низком уровне, чтобы избежать образования твердых, хрупких карбидов, которые могут вызвать локальную коррозию и уменьшить прилипание патины.
Сера (S, менее или равна 0,035%): Сведен к минимуму для предотвращения образования сульфидных включений, которые подвержены коррозии и могут нарушить равномерное образование защитной патины.
