Quá trình oxy hóa ban đầu (Giai đoạn phong hóa tự nhiên 1: 1–3 tháng)
Khi S355J2W tiếp xúc với khí quyển, oxy và hơi ẩm sẽ phản ứng với bề mặt thép tạo thành một lớp oxit sắt xốp, lỏng lẻo (FeO(OH))-"rỉ sét ban đầu" trông giống như rỉ sét trên thép cacbon thông thường. Nhưng không giống như thép cacbon, các nguyên tố hợp kim của S355J2W (đặc biệt là Cu) bắt đầu di chuyển lên bề mặt ngay lập tức: đồng phản ứng với oxy và hơi ẩm để tạo thành các oxit sắt giàu đồng-, làm giảm khả năng hòa tan của lớp oxit sắt và bắt đầu nén chặt nó.
Patina trưởng thành (Giai đoạn phong hóa tự nhiên 2: 3–12 tháng)
Theo thời gian, các nguyên tố hợp kim tiếp tục tương tác với lớp oxit:
Crom tạo thành các oxit sắt crom-ổn định giúp tăng mật độ cho lớp
Silicon tinh chế các tinh thể oxit để tạo ra cấu trúc đồng nhất, chặt chẽ
Niken tăng cường khả năng chống ẩm và ion clorua của lớp
Điều này biến rỉ sét rời ban đầu thànhlớp vảy dày đặc, bám dính, màu nâu đỏ- (dày 10–20 μm). Lớp gỉ trưởng thành này hoạt động như một rào cản vật lý, ngăn chặn hầu hết độ ẩm và oxy tiếp cận với lớp nền thép bên dưới, làm chậm tốc độ ăn mòn xuống 1/4–1/10 so với thép carbon thông thường.
Cơ chế tự phục hồi (Liên tục trong quá trình phục vụ)
Khi lớp gỉ bị hỏng (ví dụ: do trầy xước, va chạm nhỏ hoặc ăn mòn cục bộ), quá trình tự phục hồi sẽ được kích hoạt:
Thép tươi bị hư hại ngay lập tức bắt đầu bị oxy hóa, tạo thành một lớp oxit sắt ban đầu mới
Các nguyên tố hợp kim (Cu, Cr, Si) trong thép bên dưới nhanh chóng di chuyển đến khu vực bị hư hỏng, được điều khiển bởi gradient nồng độ giữa thép lộ ra và lớp gỉ xung quanh.
Các nguyên tố này phản ứng với oxy và hơi ẩm để tạo thành lớp oxit giàu đồng{0}}crom{1}}mới, được nén chặt, kết hợp với lớp gỉ hiện có, sửa chữa hư hỏng và-thiết lập lại hàng rào bảo vệ-thường trong vòng 1–4 tuần, tùy thuộc vào điều kiện độ ẩm và luồng không khí.
