Podstawową zasadą „Cortenu” stali Corten (tj. doskonałej odporności na korozję atmosferyczną) jest tworzenie gęstej, stabilnej i silnie przylegającej ochronnej warstwy rdzy na jej powierzchni poprzez regulację pierwiastków stopowych. Pozwala to uzyskać efekt-samoochronny w postaci „zapobiegania rdzy za pomocą rdzy”. Mechanizm jego starzenia można analizować z trzech aspektów: roli pierwiastków stopowych, procesu ewolucji warstwy rdzy i mechanizmu ochronnego.
1. Miedź (Cu, 0,25-0,55%):
Pierwiastek wietrzejący rdzeń, katalizuje powstawanie gęstej warstwy rdzy
Poprawia przyczepność i stabilność warstwy rdzy
Nadmierna zawartość może łatwo doprowadzić do kruchości na gorąco
2. Chrom (Cr, 0,30-1,25%):
Zwiększa zdolność pasywacji i stabilizuje strukturę warstwy rdzy
Poprawia odporność na ciepło i odporność na utlenianie
Tworzy warstwę ochronną Cr₂O₃, która zapobiega głębszemu wnikaniu korozji
3. Nikiel (Ni, mniejszy lub równy 0,65%):
Zwiększa wytrzymałość-w niskich temperaturach i odporność na zmęczenie
Zwiększa odporność na korozję kwasową i solną
Promuje równomierny rozkład pierwiastków stopowych
Zmiana koloru stali Corten
4. Fosfor (P, 0,07-0,15%, typ o wysokiej zawartości P):
Poprawia początkową odporność na korozję i przyspiesza tworzenie filmu ochronnego
Zmniejsza spawalność, wymaga zrównoważonego użytkowania
Typ High-P (COR-TEN A) ma lepszą odporność na warunki atmosferyczne, ale słabą spawalność
5. Krzem (Si, (0,15-0,75%):
Wzmacnia matrycę ferrytową i zwiększa wytrzymałość
Wspomaga tworzenie ochronnej warstwy rdzy
Zwiększa odporność na utlenianie-w wysokiej temperaturze
Efekt synergistyczny: gdy całkowita zawartość Cu+Cr+Ni jest większa lub równa 0,80%, tworzy się stabilna nanokrystaliczna warstwa rdzy -FeOOH o przepuszczalności wynoszącej zaledwie 1/5 zwykłej rdzy ze stali węglowej, skutecznie zapobiegając dalszej korozji.
