Начальное окисление (стадия естественного выветривания 1: 1–3 месяца)
Когда S355J2W подвергается воздействию атмосферы, кислород и влага вступают в реакцию с поверхностью стали, образуя рыхлый пористый слой оксида железа (FeO(OH))- — «начальную ржавчину», которая выглядит похожей на ржавчину на обычной углеродистой стали. Но в отличие от углеродистой стали, элементы сплава S355J2W (особенно медь) сразу же начинают мигрировать на поверхность: медь вступает в реакцию с кислородом и влагой, образуя богатые медью-оксиды железа, которые снижают растворимость слоя оксида железа и начинают его уплотнять.
Созревание патины (стадия естественного выветривания 2: 3–12 месяцев)
С течением времени элементы сплава продолжают взаимодействовать с оксидным слоем:
Хром образует стабильные оксиды хрома-железа, которые еще больше уплотняют слой.
Кремний измельчает кристаллы оксида, создавая однородную, плотную структуру.
Никель повышает устойчивость слоя к влаге и ионам хлора.
Это превращает первоначальную рыхлую ржавчину вплотный, плотно прилегающий, красновато-коричневый налет (толщина 10–20 мкм). Эта зрелая патина действует как физический барьер, блокируя попадание большей части влаги и кислорода в нижележащую стальную основу, замедляя скорость коррозии до 1/4–1/10 по сравнению с обычной углеродистой сталью.
Механизм самовосстановления-(работает во время эксплуатации)
Когда патина повреждена (например, в результате царапин, незначительного удара или локальной коррозии), запускается процесс-самовосстановления:
Свежая сталь, подвергшаяся повреждению, сразу же начинает окисляться, образуя новый слой исходного оксида железа.
Элементы сплава (Cu, Cr, Si) в основной стали быстро мигрируют к поврежденному участку под действием градиента концентрации между обнаженной сталью и окружающей зрелой патиной.
Эти элементы вступают в реакцию с кислородом и влагой, образуя новый уплотненный оксидный слой, богатый медью-хромом-, который сливается с существующей патиной, устраняя повреждения и-восстанавливая защитный барьер-обычно в течение 1–4 недель, в зависимости от влажности и условий воздушного потока.
