SPA-H to typowa stal odporna na warunki atmosferyczne zawierająca określone pierwiastki stopowe, takie jakmiedź (Cu), chrom (Cr), nikiel (Ni), fosfor (P). Pod wpływem długotrwałego-działania atmosfery (tlen, wilgoć, zmiany temperatury i niewielkie ilości substancji zanieczyszczających) tworzygęsta, stabilna,-samoochronna powłoka tlenkowana powierzchni - naturalna patyna. Cały proces jest stopniowy,-samodoskonalący i samoograniczający-i można go podzielić na następujące szczegółowe etapy:
1. Początkowe utlenianie powierzchni (wczesny etap luźnej rdzy)
Kiedy stal jest po raz pierwszy wystawiona na działanie powietrza, deszczu i rosy, powierzchnia szybko reaguje z tlenem i parą wodną, tworząc pierwotne tlenki i wodorotlenki żelaza, głównie lepidokrocyt (-FeOOH) i ferrihydryt.
Wygląd: jasnożółty, pomarańczowy, do jasno czerwono-pomarańczowego.
Struktura: luźna, porowata, słabo przyczepna, łatwo odpadająca lub zmywana przez deszcz.
Cecha: Ta warstwa nie może zapobiec korozji; zamiast tego umożliwia dalszą penetrację wody i tlenu do wewnątrz, dzięki czemu proces rdzewienia trwa.
2. Migracja i wzbogacanie pierwiastków stopowych
Pod wpływem naprzemiennych cykli mokrych i suchych oraz reakcji elektrochemicznych pierwiastki stopowe w SPA-H (Cu, Cr, Ni, P) stopniowo rozpuszczają się w elektrolicie powierzchniowym imigrują na zewnątrz do warstwy tlenku, stając się silnie skoncentrowany w zewnętrznej warstwie rdzy.
Te pierwiastki stopowe zmieniają skład i strukturę tlenku:
Cu i P hamują rozpuszczanie anodowe i zmniejszają szybkość korozji.
Cr i Ni uszlachetniają ziarna tlenków i zwiększają stabilność.
Pierwotna luźna, porowata rdza stopniowo przekształca się w delikatniejszą, bardziej przyczepną warstwę pośrednią.
Wygląd: kolor przechodzi od jasnego pomarańczowo-czerwonego do głębokiego czerwono-brązowego.
3. Zagęszczenie i stabilizacja warstwy patyny
W ciągłych cyklach na mokro i na sucho niestabilne tlenki (takie jak –FeOOH) stopniowo przekształcają się wstabilny, krystaliczny –FeOOH (goetyt).Pod „kierunkiem” pierwiastków stopowych warstwa tlenku staje się:
Gęstszy i o niższej porowatości
Mocno związany ze stalą podłoża
Niska przepuszczalność wody, tlenu i jonów korozyjnych. Warstwa ta nie złuszcza się już łatwo ani nie pudruje i zaczyna wykazywać rzeczywiste działanie ochronne.
Wygląd: jednolity ciemnobrązowy, czekoladowy brąz.
4. Powstawanie dojrzałej, samoograniczającej się patyny
Po całkowitym utworzeniu gęstej warstwy ochronnej skutecznie blokuje ona dalsze przedostawanie się wody, tlenu i czynników korozyjnych. Reakcja korozji ma charakterograniczone do bardzo powolnego tempai nie będzie się dalej rozwijać we wnętrzu stali. Jest to „samoograniczająca” cecha stali odpornej na warunki atmosferyczne.
Patyna nie zmienia się już znacząco pod względem struktury i koloru.
W normalnym środowisku atmosferycznym ta stabilna patyna może pozostać nienaruszona przez dziesięciolecia.
SPA-H może być używany na zewnątrz przez długi czas, bez malowania.
