Thành phần hợp kim của thép chịu thời tiết (ví dụ: ASTM A606 Loại 4, A588) là yếu tố cốt lõi quyết định khả năng chống ăn mòn của nó, vì các nguyên tố hợp kim chính (Cu, Cr, Ni, Si) phối hợp với nhau để tạo thành một lớp gỉ oxit dày đặc, bám dính và tự-tự phục hồi, ngăn hơi ẩm và oxy xâm nhập vào nền thép.
Đồng (Cu, 0,20–0,50%) – Chất ức chế ăn mòn chính
Đồng là yếu tố quan trọng nhất đối với hiệu suất của thép phong hóa. Nó di chuyển lên bề mặt thép trong quá trình oxy hóa ban đầu, phản ứng với oxy và hơi ẩm trong khí quyển để tạo thànhđồng-oxit sắt giàu. Hợp chất này làm giảm khả năng hòa tan của lớp oxit, khiến nó đặc hơn và liên kết chặt chẽ hơn với thép-không giống như lớp rỉ sét bong tróc, lỏng lẻo hình thành trên thép cacbon thông thường. Ngay cả những vết xước nhỏ trên lớp gỉ cũng có thể khiến đồng di chuyển đến khu vực bị hư hỏng, giúp-tự phục hồi và ngăn chặn sự ăn mòn cục bộ.
Crom (Cr, 0,30–1,25%) – Tăng cường độ ổn định của lớp gỉ
Crom tăng cường lớp gỉ bảo vệ bằng cách hình thànhcrom-oxit sắtcó độ ổn định hóa học cao. Những oxit này cải thiện khả năng chống chịu của lớp gỉ với môi trường khắc nghiệt (ví dụ như phun muối ven biển, các chất ô nhiễm công nghiệp) và làm chậm tốc độ oxy hóa. Crom cũng giúp lớp gỉ chín nhanh hơn, rút ngắn thời gian phong hóa ban đầu và giảm hiện tượng rỉ sét có thể làm ố các vật liệu lân cận.
Niken (Ni, Nhỏ hơn hoặc bằng 0,60%) – Tăng cường khả năng chống ăn mòn ở các khu vực ẩm ướt/ven biển
Niken làm tăng khả năng chịu đựng của thép với độ ẩm cao và ion clorua (phổ biến ở các vùng ven biển). Nó tinh chỉnh cấu trúc tinh thể của lớp oxit, làm cho nó ít xốp hơn và có khả năng chống xâm nhập phun muối tốt hơn. Đối với thép chịu thời tiết được sử dụng trong môi trường hàng hải hoặc công nghiệp, hàm lượng niken cao hơn trực tiếp cải thiện độ bền-lâu dài chống lại sự ăn mòn rỗ và kẽ hở.
Silicon hoạt động như một "chất tối ưu hóa lớp gỉ" bằng cách thúc đẩy sự hình thành lớp oxit đồng nhất,{0}}hạt mịn. Nó ngăn chặn sự phát triển của các tinh thể rỉ sét thô, giòn và đảm bảo lớp gỉ phát triển đồng đều trên bề mặt thép-ngay cả trên các mặt cắt phức tạp như các cạnh gấp hoặc các mối hàn. Silicon cũng tăng cường khả năng chống chịu của thép đối với các chất ô nhiễm có tính axit (ví dụ, sulfur dioxide trong các khu công nghiệp).
Hàm lượng Carbon thấp (Nhỏ hơn hoặc bằng 0,20%) - Ngăn chặn sự gia tăng giòn và ăn mòn
Mặc dù bản thân nó không phải là một hợp kim-chống ăn mòn nhưng hàm lượng cacbon thấp rất quan trọng đối với thép chịu được thời tiết. Mức carbon cao sẽ khiến hạt trở nên thô và giòn, tạo ra các vết nứt-vi mô cho phép chất ăn mòn xâm nhập. Lượng carbon thấp đảm bảo thép duy trì độ dẻo đồng thời hỗ trợ hình thành lớp gỉ liên tục,{4}}không có khuyết tật.
