1. مکانیسم اثر مس بر مقاومت در برابر خوردگی
شروع تشکیل پتینههنگامی که در معرض هوای بیرون (رطوبت، اکسیژن و آلاینده های کمیاب مانند SO2) قرار می گیرند، یون های مس به سطح فولاد مهاجرت می کنند و با اکسیدهای آهن واکنش می دهند و تشکیل می شوند.ترکیبات هیدروکسی کربنات غنی از مس-(به عنوان مثال، Cu2(OH)2CO3) و مس{2}} جایگزین اکسی هیدروکسید آهن (-FeOOH). این ترکیبات به عنوان یک لایه "دانه" برای پتینه عمل می کنند و تشکیل یک لایه اکسید محافظ را در مقایسه با فولاد کربن معمولی تسریع می کنند.
متراکم کردن سد پتینه: ترکیبات حاوی مس-منافذ کوچک و شکافها را در لایه اکسید آهن شل اولیه پر میکند و آن را به یک لایه تبدیل میکند.پتینه متراکم، چسبنده و بدون پوسته شدن-. این پتینه بالغ بهعنوان یک مانع فیزیکی و شیمیایی عمل میکند و مانع از نفوذ آب، اکسیژن و یونهای خورنده (بهعنوان مثال Cl-) به زیرلایه فولادی میشود-در اتمسفرهای صنعتی/شهری سرعت خوردگی را 6 تا 10 برابر کاهش میدهد.
ویژگی خود درمانی-: اگر پتینه خراشیده یا آسیب ببیند، یونهای مس در زمینه فولادی مجاور به سرعت به ناحیه آسیبدیده مهاجرت کرده و دوباره{0}}لایه محافظ را تشکیل میدهند و از خوردگی حفرهای موضعی جلوگیری میکنند.
2. تأثیر محتوای مس فراتر از محدوده استاندارد
زیر 0.20٪ مس: یون مس کافی برای تشکیل پتینه غنی از مس متراکم نیست. لایه اکسید حاصل شل و متخلخل باقی می ماند و منجر به خوردگی تسریع می شود-فولاد الزامات مقاومت در برابر خوردگی ASTM A588 را برآورده نمی کند (درجه 1 یا 2 در ASTM G101).
بالای 0.35٪ مس: مس اضافی مقاومت در برابر خوردگی را بیشتر نمی کند و می تواند اثرات نامطلوبی ایجاد کند: مس ممکن است در طول انجماد در مرزهای دانه جدا شود و فازهای بین فلزی شکننده ایجاد کند (مثلا آلیاژهای مس-Fe) که چقرمگی و جوش پذیری فولاد را کاهش می دهد. همچنین هزینه های تولید را بدون مزایای عملکردی اضافی افزایش می دهد.
3. هم افزایی با سایر عناصر آلیاژی
کروم (کروم): اکسیدهای غنی از کروم{0}}نامحلول را تشکیل میدهد که پایداری شیمیایی پتینه را افزایش میدهد، بهویژه در محیطهای مرطوب یا با اسیدی ملایم.
نیکل (Ni): چسبندگی پتینه به زیرلایه فولادی را بهبود می بخشد و دمای انتقالی-به-شکننده فولاد را کاهش می دهد و مکمل محافظت در برابر خوردگی مس است.
فسفر (P): باعث ایجاد یک پتینه یکنواخت-دانه ریز می شود و میزان خوردگی زیر-پتینه را کاهش می دهد.
