SPA-H là loại thép chịu được thời tiết điển hình có chứa các nguyên tố hợp kim cụ thể nhưđồng (Cu), crom (Cr), niken (Ni), phốt pho (P). Dưới tác động-lâu dài của khí quyển (oxy, độ ẩm, sự thay đổi nhiệt độ và một lượng nhỏ chất ô nhiễm), nó tạo thành mộtmàng oxit dày đặc, ổn định,{0}}tự bảo vệtrên bề mặt - lớp gỉ tự nhiên. Toàn bộ quá trình này diễn ra dần dần, tự{2}}cải thiện và tự giới hạn và có thể được chia thành các giai đoạn chi tiết sau:
1. Quá trình oxy hóa bề mặt ban đầu (giai đoạn rỉ sét sớm)
Khi thép lần đầu tiên tiếp xúc với không khí, mưa và sương, bề mặt nhanh chóng phản ứng với oxy và hơi nước để tạo thành các oxit và hydroxit sắt sơ cấp, chủ yếu là lepidocrocite (-FeOOH) và ferrihydrite.
Ngoại hình: màu vàng nhạt, cam, đến đỏ cam tươi.
Cấu trúc: lỏng lẻo, xốp, bám dính kém, dễ rơi ra hoặc bị nước mưa cuốn trôi.
Đặc tính: Lớp này không thể chống ăn mòn; thay vào đó, nó cho phép nước và oxy tiếp tục xâm nhập vào bên trong, do đó quá trình rỉ sét vẫn tiếp tục.
2. Di chuyển và làm giàu các nguyên tố hợp kim
Dưới tác động của các chu trình khô ướt và phản ứng điện hóa xen kẽ, các nguyên tố hợp kim trong SPA‑H (Cu, Cr, Ni, P) hòa tan dần trong chất điện phân bề mặt vàdi chuyển ra ngoài lớp oxit, tập trung nhiều ở lớp gỉ bên ngoài.
Các nguyên tố hợp kim này làm thay đổi thành phần và cấu trúc của oxit:
Cu và P ức chế sự hòa tan anốt và giảm tốc độ ăn mòn.
Cr và Ni tinh chế các hạt oxit và tăng cường độ ổn định.
Lớp rỉ sét xốp, lỏng lẻo ban đầu dần dần biến thành lớp trung gian mịn hơn, bám dính hơn.
Hình thức: chuyển màu từ đỏ cam sáng sang nâu đỏ đậm.
3. Làm đặc và ổn định lớp patina
Với chu trình khô ướt liên tục, các oxit không ổn định (chẳng hạn như ‑FeOOH) dần dần chuyển hóa thànhổn định, kết tinh ‑FeOOH (goethite).Dưới sự “hướng dẫn” của các nguyên tố hợp kim, lớp oxit trở thành:
Đặc hơn và độ xốp thấp hơn
Liên kết chặt chẽ với thép nền
Khả năng thấm nước, oxy và các ion ăn mòn thấp. Lớp này không còn dễ bong tróc hoặc tạo thành bột và bắt đầu thể hiện hiệu quả bảo vệ thực sự.
Ngoại hình: màu nâu sẫm đồng nhất, màu nâu sô cô la.
4. Sự hình thành lớp gỉ tự giới hạn trưởng thành
Khi lớp bảo vệ dày đặc được hình thành đầy đủ, nó sẽ ngăn chặn sự xâm nhập sâu hơn của nước, oxy và môi trường ăn mòn một cách hiệu quả. Phản ứng ăn mòn làgiới hạn ở tốc độ rất chậmvà sẽ không tiếp tục phát triển thành phần bên trong của thép. Đây là đặc tính “tự giới hạn” của thép chịu thời tiết.
Lớp gỉ không còn thay đổi đáng kể về cấu trúc và màu sắc.
Trong môi trường khí quyển bình thường, lớp gỉ ổn định này có thể vẫn còn nguyên vẹn trong nhiều thập kỷ.
SPA‑H có thể được sử dụng ngoài trời trong thời gian dài mà không cần sơn.
