1. Miedź (Cu): Podstawowy element inicjacji i stabilności patyny
Treść: Zwykle 0,20–0,50% w SPA-H.
Rola: Najważniejszy pierwiastek stopowy zapewniający odporność na warunki atmosferyczne. Miedź przyspiesza początkowe powstawanie patyny oraz modyfikuje jej strukturę chemiczną, czyniąc ją gęstszą i bardziej przylegającą do podłoża stalowego.
Mechanizm: Jony miedzi migrują do powierzchni stali podczas utleniania, tworząc bogate w miedź-związki hydroksywęglanowe, które wiążą się z tlenkami żelaza (rdzą), tworząc stabilną,-niełuszczącą się warstwę patyny. Bez miedzi SPA-H tworzyłaby luźną, niechroniącą rdzę, przypominającą zwykłą stal węglową.
2. Chrom (Cr): Zwiększa gęstość patyny i odporność na korozję w trudnych warunkach
Treść: Zwykle 0,30–1,25% w SPA-H.
Rola: Zwiększa gęstość patyny i stabilność chemiczną, szczególnie w wilgotnym, przemysłowym lub łagodnym środowisku przybrzeżnym z wyższym poziomem zanieczyszczeń lub mgły solnej.
Mechanizm: Chrom tworzy w patynie tlenki chromu, które wypełniają mikro-pory w warstwie tlenku żelaza i zmniejszają jej przepuszczalność dla wody, tlenu i jonów powodujących korozję (np. jonów chlorkowych z mgły solnej). Dzięki temu patyna stanowi skuteczniejszą barierę przed dalszą korozją.
3. Fosfor (P): sprzyja jednolitemu tworzeniu się patyny
Treść: Zwykle 0,07–0,15% w SPA-H (wyższy poziom niż zwykła stal węglowa).
Rola: Zapewnia równomierne formowanie się patyny na powierzchni stali, zapobiegając nierównomiernemu rdzewieniu, które może prowadzić do miejscowej korozji.
Mechanizm: Fosfor modyfikuje chemię powierzchni stali, przyspieszając utlenianie w kontrolowany i równomierny sposób. Zmniejsza również szybkość łuszczenia się patyny, utrzymując integralność warstwy ochronnej w czasie.
4. Drobne pierwiastki stopowe (Ni, Si, Mn): wsparcie synergistyczne
Nikiel (Ni, ~0,20–0,50%): Dalsza poprawa wytrzymałości i odporności patyny na jony chlorkowe, dzięki czemu SPA-H jest bardziej odpowiedni do stosowania w łagodnych środowiskach przybrzeżnych.
Krzem (Si, ~ 0,15–0,50%): pomaga w tworzeniu warstwy-bogatej w krzemionkę w patynie, zwiększając jej twardość i odporność na ścieranie i uszkodzenia fizyczne.
Mangan (Mn, ~0,80–1,50%): Wzmacnia osnowę stali bez pogarszania tworzenia się patyny, równoważąc wytrzymałość mechaniczną i odporność na korozję.
5. Węgiel (C) i siarka (S): kontrolowane w celu uzyskania optymalnej wydajności
Węgiel (C, mniejszy lub równy 0,12%): Utrzymywać na niskim poziomie, aby uniknąć tworzenia się twardych, kruchych węglików, które mogą powodować miejscową korozję i zmniejszać przyczepność patyny.
Siarka (S, mniejsza lub równa 0,035%): Zminimalizowany, aby zapobiec tworzeniu się wtrąceń siarczkowych, które są podatne na korozję i mogą zakłócać równomierne tworzenie się ochronnej patyny.
