1. مس (مس): عنصر اصلی برای شروع و پایداری پتینه
محتوا: معمولاً 0.20-0.50٪ در SPA-H.
نقش: ضروری ترین عنصر آلیاژی برای مقاومت در برابر هوا. مس تشکیل اولیه پتینه را تسریع میکند و ساختار شیمیایی آن را اصلاح میکند و آن را متراکمتر میکند و بیشتر به زیرلایه فولادی میچسبد.
مکانیسم: یونهای مس در طول اکسیداسیون به سطح فولاد مهاجرت میکنند و ترکیبات هیدروکسی کربنات غنی از مس را تشکیل میدهند که با اکسیدهای آهن (زنگ) متصل میشوند و یک لایه پتینه پایدار و بدون پوسته شدن- ایجاد میکنند. بدون مس، SPA{3}}H مانند فولاد کربنی ساده، زنگ زدگی سست و غیر محافظ ایجاد میکند.
2. کروم (کروم): تراکم پتینه و مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های سخت افزایش می دهد
محتوا: معمولاً 0.30-1.25٪ در SPA-H.
نقش: تراکم و پایداری شیمیایی پتینه را افزایش می دهد، به ویژه در محیط های مرطوب، صنعتی، یا محیط های ساحلی ملایم با سطوح بالاتر آلاینده ها یا اسپری نمک.
مکانیسم: کروم اکسیدهای کروم را در پتینه تشکیل میدهد که منافذ میکرو{0}}لایه اکسید آهن را پر میکنند و نفوذپذیری آن را در برابر آب، اکسیژن و یونهای خورنده (مانند یونهای کلرید حاصل از اسپری نمک) کاهش میدهند. این باعث می شود پتینه یک مانع موثرتر در برابر خوردگی بیشتر باشد.
3. فسفر (P): تشکیل پتینه یکنواخت را تقویت می کند
محتوا: معمولاً 0.07-0.15٪ در SPA{2}}H (سطح بالاتر از فولاد کربنی ساده).
نقش: اطمینان حاصل می کند که پتینه به طور یکنواخت در سطح فولاد شکل می گیرد و از زنگ زدن لکه دار یا ناهموار که می تواند منجر به خوردگی موضعی شود جلوگیری می کند.
مکانیسم: فسفر شیمی سطح فولاد را تغییر می دهد تا اکسیداسیون را به صورت کنترل شده و یکنواخت تسریع کند. همچنین سرعت پوسته پوسته شدن پتینه را کاهش می دهد و یکپارچگی لایه محافظ را در طول زمان حفظ می کند.
4. عناصر آلیاژی جزئی (نیکل، سی، منگنز): پشتیبانی هم افزایی
نیکل (نیکل، ~0.20-0.50٪): چقرمگی و مقاومت پتینه را در برابر یونهای کلرید بهبود میبخشد و SPA{0}}H را برای محیطهای ملایم ساحلی مناسبتر میکند.
سیلیکون (Si، ~0.15-0.50٪): به تشکیل یک لایه{0}غنی سیلیس در داخل پتینه کمک می کند و سختی و مقاومت آن را در برابر سایش یا آسیب فیزیکی افزایش می دهد.
منگنز (منگنز، 0.80-1.50٪): ماتریس فولاد را بدون به خطر انداختن تشکیل پتینه تقویت می کند، مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را متعادل می کند.
5. کربن (C) و گوگرد (S): کنترل شده برای عملکرد بهینه
کربن (C، کمتر یا مساوی 0.12%): برای جلوگیری از تشکیل کاربیدهای سخت و شکننده که می توانند باعث خوردگی موضعی و کاهش چسبندگی پتینه شوند، کم نگه داشته شود.
گوگرد (S، کمتر یا مساوی 0.035%): برای جلوگیری از تشکیل آخال های سولفیدی که مستعد خوردگی هستند و می توانند تشکیل یکنواخت پتینه محافظ را مختل کنند، به حداقل می رسد.
