1. Đồng (Cu): Yếu tố cốt lõi cho sự khởi đầu và ổn định của lớp gỉ
Nội dung: Thông thường là 0,20–0,50% trong SPA-H.
Vai trò: Nguyên tố hợp kim cần thiết nhất cho khả năng chống chịu thời tiết. Đồng đẩy nhanh quá trình hình thành lớp gỉ ban đầu và điều chỉnh cấu trúc hóa học của nó, làm cho nó đặc hơn và bám dính hơn vào nền thép.
Cơ chế: Các ion đồng di chuyển đến bề mặt thép trong quá trình oxy hóa, tạo thành các hợp chất hydroxycarbonate giàu đồng-liên kết với các oxit sắt (rỉ sét) để tạo ra lớp gỉ ổn định, không{1}}bong tróc. Nếu không có đồng, SPA-H sẽ tạo thành rỉ sét lỏng lẻo, không có khả năng bảo vệ giống như thép cacbon trơn.
2. Crom (Cr): Tăng cường mật độ Patina và khả năng chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt
Nội dung: Thông thường là 0,30–1,25% trong SPA-H.
Vai trò: Tăng cường mật độ lớp gỉ và độ ổn định hóa học, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt, công nghiệp hoặc ven biển ôn hòa với mức độ ô nhiễm hoặc phun muối cao hơn.
Cơ chế: Crom tạo thành các oxit crom trong lớp gỉ, lấp đầy các lỗ-vi mô trong lớp oxit sắt và làm giảm tính thấm của nó với nước, oxy và các ion ăn mòn (ví dụ: ion clorua từ phun muối). Điều này làm cho lớp gỉ trở thành một rào cản hiệu quả hơn chống lại sự ăn mòn thêm.
3. Phốt pho (P): Thúc đẩy sự hình thành lớp gỉ đồng đều
Nội dung: Thông thường là 0,07–0,15% ở SPA-H (mức cao hơn thép cacbon trơn).
Vai trò: Đảm bảo lớp gỉ được hình thành đồng đều trên bề mặt thép, ngăn ngừa rỉ sét loang lổ hoặc không đồng đều có thể dẫn đến ăn mòn cục bộ.
Cơ chế: Phốt pho biến đổi tính chất hóa học bề mặt của thép để đẩy nhanh quá trình oxy hóa một cách đồng đều và có kiểm soát. Nó cũng làm giảm tỷ lệ bong tróc lớp gỉ, duy trì tính toàn vẹn của lớp bảo vệ theo thời gian.
4. Các nguyên tố hợp kim phụ (Ni, Si, Mn): Hỗ trợ hiệp lực
Niken (Ni, ~0,20–0,50%): Cải thiện hơn nữa độ dẻo dai và khả năng chống lại các ion clorua của lớp gỉ, giúp SPA{0}}H phù hợp hơn với môi trường ven biển ôn hòa.
Silicon (Si, ~0,15–0,50%): Hỗ trợ hình thành lớp giàu silica-trong lớp gỉ, tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn hoặc hư hỏng vật lý.
Mangan (Mn, ~0,80–1,50%): Tăng cường ma trận thép mà không ảnh hưởng đến sự hình thành lớp gỉ, cân bằng độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn.
5. Carbon (C) & Lưu huỳnh (S): Được kiểm soát để đạt hiệu suất tối ưu
Carbon (C, Nhỏ hơn hoặc bằng 0,12%): Giữ ở mức thấp để tránh hình thành các cacbua cứng, giòn có thể gây ăn mòn cục bộ và giảm độ bám dính của lớp gỉ.
Lưu huỳnh (S, Nhỏ hơn hoặc bằng 0,035%): Giảm thiểu để ngăn chặn sự hình thành các tạp chất sunfua, dễ bị ăn mòn và có thể phá vỡ sự hình thành đồng đều của lớp gỉ bảo vệ.
