ترکیب آلیاژی فولاد در حال هوازدگی (مانند ASTM A606 نوع 4، A588) عامل اصلی تعیین کننده مقاومت در برابر خوردگی آن است، زیرا عناصر آلیاژی کلیدی (Cu، Cr، Ni، Si) به طور هم افزایی برای تشکیل یک اکسید متراکم، چسبنده و خود ترمیم شونده عمل می کنند که پتینه اکسیدی زیرین و لایه اکسی را مسدود می کند.
مس (مس، 0.20-0.50٪) - بازدارنده اولیه خوردگی
مس حیاتی ترین عنصر برای عملکرد فولاد در برابر هوا است. در طی اکسیداسیون اولیه به سطح فولاد مهاجرت می کند و با اکسیژن و رطوبت اتمسفر واکنش می دهد و تشکیل می شود.اکسیدهای آهن غنی از مس-. این ترکیب حلالیت لایه اکسید را کاهش میدهد و آن را متراکمتر و محکمتر به فولاد میکند-بر خلاف زنگ شل و پوسته پوستهای که روی فولاد کربنی معمولی ایجاد میشود. حتی خراشهای جزئی در پتینه باعث مهاجرت مس به ناحیه آسیبدیده میشود و باعث میشود خود-ترمیم شود و از خوردگی موضعی جلوگیری شود.
کروم (کروم، 0.30-1.25٪) - پایداری پتینه را افزایش می دهد
کروم با تشکیل پتینه محافظ آن را تقویت می کندکروم{0}}اکسیدهای آهنبا پایداری شیمیایی بالا این اکسیدها مقاومت پتینه را در برابر محیط های خشن (مثلاً اسپری نمک ساحلی، آلاینده های صنعتی) بهبود می بخشد و سرعت اکسیداسیون را کاهش می دهد. کروم همچنین به بلوغ سریعتر پتینه کمک میکند، دوره هوازدگی اولیه را کوتاه میکند و «روان زنگ» را که میتواند مواد مجاور را لکهدار کند، کاهش میدهد.
نیکل (نیکل، کمتر یا مساوی 0.60%) - مقاومت در برابر خوردگی را در مناطق مرطوب/ساحلی افزایش می دهد.
نیکل تحمل فولاد را در برابر رطوبت بالا و یونهای کلرید (که در مناطق ساحلی رایج است) افزایش می دهد. ساختار کریستالی لایه اکسید را اصلاح می کند و باعث می شود آن را کمتر متخلخل و در برابر نفوذ اسپری نمک مقاوم تر کند. برای فولادهای هوازده مورد استفاده در محیطهای دریایی یا صنعتی، محتوای نیکل بالاتر مستقیماً دوام طولانیمدت-در برابر خوردگی حفرهای و شکافی را بهبود میبخشد.
سیلیکون با ترویج تشکیل یک لایه اکسیدی یکنواخت-به عنوان یک "بهینه ساز پتینه" عمل می کند. رشد بلورهای زنگ درشت و شکننده را سرکوب میکند و تضمین میکند که پتینه به طور یکنواخت در سطح فولاد توسعه مییابد-حتی روی پروفیلهای پیچیده مانند لبههای تا شده یا اتصالات جوش داده شده. سیلیکون همچنین مقاومت فولاد را در برابر آلاینده های اسیدی (مانند دی اکسید گوگرد در مناطق صنعتی) افزایش می دهد.
محتوای کربن کم (کمتر یا مساوی 0.20٪) - از شکنندگی و شتاب خوردگی جلوگیری می کند
اگرچه به خودی خود یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی نیست، محتوای کربن کم برای فولاد در حال هوازدگی حیاتی است. سطوح بالای کربن باعث درشت شدن و شکنندگی دانهها میشود و ترکهای ریز- ایجاد میکند که به مواد خورنده اجازه نفوذ میدهد. کربن پایین تضمین میکند که فولاد انعطافپذیری خود را حفظ میکند و در عین حال از تشکیل یک پتینه بدون نقص و ممتد- پشتیبانی میکند.
