Det selvbeskyttende rustlaget til Corten Steel er i hovedsak et tett -FeOOH nanokrystallinsk rustlag. Dens dannelse er ikke en enkel oksidasjonsreaksjon, men resultatet av den synergistiske effekten av flere faktorer, inkludert legeringselementer, miljømedier, tidsutvikling og underlagets overflatetilstand. Kjerneformasjonsforholdene kan oppsummeres i følgende fire punkter:
1. Synergistisk effekt av nøkkellegeringselementer
Sporlegeringselementer som Cu, Cr, Ni, P og Si tilsatt Corten Steel på grunnlag av vanlig karbonstål er kjerneforutsetningen for dannelsen av det selvbeskyttende rustlaget.- Disse elementene må oppfylle spesifikke innholdsforhold: Cu-innholdet bør være mellom 0,25 % og 0,55 %, og fungere som det kjernekorrosjonsbestandige-elementet for å katalysere dannelsen av et tett rustlag; Cr-innholdet varierer fra 0,30 % til 1,25 %, noe som kan forbedre passiveringsevnen og blokkere porene i rustlaget; Ni-innholdet er mindre enn eller lik 0,65 %, noe som forbedrer jevnheten til rustlaget; det totale innholdet av Cu + Cr + Ni må være større enn eller lik 0,80 % for å lede transformasjonen av rustlaget til -FeOOH-krystallformen gjennom synergistiske effekter. Hvis innholdet av legeringselementer ikke er opp til standarden, kan det bare dannes et løst -FeOOH rustlag som ikke oppnår selvbeskyttelse.{14}
2. Egnet forsyning av miljømedier
Dannelsen av det selvbeskyttende rustlaget krever kontinuerlig og moderat deltakelse av miljømedier, hvor kjernen er den stabile tilførselen av "oksygen + vann", og det samtidige behovet for sporkorrosive medier (som CO₂, SO₄²⁻) som katalytiske forhold. Nærmere bestemt bør den relative luftfuktigheten i miljøet holdes mellom 45 % og 85 %: utilstrekkelig fuktighet vil ikke danne nok elektrolytt, noe som fører til stagnasjon av utviklingen av rustlag; overdreven fuktighet (som f.eks. langvarig-vannakkumulering) vil forårsake lokal oksygenmangel, og danne et svart ikke-beskyttende rustlag. I tillegg kan en passende mengde atmosfæriske forurensninger (som SO₂ i industriatmosfære og sporstøv i landlig atmosfære) akselerere den første dannelsen av rustlaget, men for mye forurensning vil skade stabiliteten til rustlaget.
3. Evolusjonssyklus med tilstrekkelig tid
Dannelsen av det selvbeskyttende rustlaget- er en dynamisk evolusjonsprosess som ikke kan oppnås over natten. Det må gå gjennom hele stadiet av "innledende løst rustlag → overgangsrustlag → stabilt beskyttende rustlag". Under passende miljøforhold dannes en løs -FeOOH i det innledende stadiet (0-3 måneder); legeringselementer akkumuleres og induserer transformasjon av krystallform i overgangsstadiet (3-6 måneder); det dannes et tett -FeOOH nanokrystallinsk rustlag i stabilt stadium (6-12 måneder). Hvis den tilstrekkelige utviklingstiden ikke er nådd, vil rustlaget ikke fullføre transformasjonen av krystallformen, og den beskyttende ytelsen vil bli betydelig redusert.
4. Rengjør underlagets overflate
Renheten til Corten Steel-substratoverflaten påvirker direkte vedheften og jevnheten til rustlaget. Hvis det er oljeflekker, oksidbelegg, sveiseslagg eller mekanisk skade på overflaten, vil det føre til ujevn lokal korrosjonshastighet, danne et flekkete rustlag og til og med hindre den generelle dannelsen av det selvbeskyttende rustlaget. Derfor, i praktiske applikasjoner, må underlagets overflate forbehandles (som sliping og avfetting) for å fjerne urenheter og sikre moderat overflateruhet, noe som gir et grunnlag for jevn vekst av rustlaget.
