Samo{0}}ochranná vrstva rzi Corten Steel je v podstatě hustá -FeOOH nanokrystalická vrstva rzi. Jeho vznik není jednoduchou oxidační reakcí, ale výsledkem synergického účinku mnoha faktorů včetně legujících prvků, prostředí prostředí, časového vývoje a stavu povrchu substrátu. Podmínky tvorby jádra lze shrnout do následujících čtyř bodů:
1. Synergický efekt klíčových legujících prvků
Stopové legující prvky, jako je Cu, Cr, Ni, P a Si přidané do Corten Steel na bázi běžné uhlíkové oceli, jsou základním předpokladem pro vytvoření samo-ochranné vrstvy rzi. Tyto prvky musí splňovat specifické poměry obsahu: obsah Cu by měl být mezi 0,25 % a 0,55 % a měl by působit jako prvek odolný proti korozi jádra-, který katalyzuje tvorbu husté vrstvy rzi; obsah Cr se pohybuje od 0,30 % do 1,25 %, což může zlepšit pasivační schopnost a blokovat póry ve vrstvě rzi; obsah Ni je menší nebo roven 0,65 %, což zlepšuje rovnoměrnost vrstvy rzi; celkový obsah Cu + Cr + Ni musí být větší nebo roven 0,80 %, aby se řídila transformace vrstvy rzi na krystalickou formu -FeOOH prostřednictvím synergických efektů. Pokud obsah legujících prvků neodpovídá standardu, může se vytvořit pouze uvolněná vrstva -FeOOH rzi, která nedosáhne vlastní-ochrany.
2. Vhodné dodávky ekologických médií
Vytváření samo-ochranné vrstvy rzi vyžaduje nepřetržitou a mírnou účast médií prostředí, přičemž jádrem je stabilní dodávka „kyslíku + vody“ a současná potřeba stopových korozivních médií (jako je CO₂, SO₄²⁻) jako katalytických podmínek. Konkrétně by relativní vlhkost prostředí měla být udržována mezi 45 % a 85 %: nedostatečná vlhkost nevytvoří dostatek elektrolytu, což povede ke stagnaci vývoje vrstvy rzi; nadměrná vlhkost (jako je dlouhodobé-nahromadění vody) způsobí místní nedostatek kyslíku a vytvoří černou ne-ochrannou vrstvu rzi. Kromě toho může vhodné množství látek znečišťujících ovzduší (jako je SO₂ v průmyslové atmosféře a stopy prachu ve venkovské atmosféře) urychlit počáteční tvorbu vrstvy rzi, ale nadměrné znečišťující látky poškodí stabilitu vrstvy rzi.
3. Cyklus dostatečného časového vývoje
Vytváření sebe-ochranné vrstvy rzi je dynamický evoluční proces, kterého nelze dosáhnout přes noc. Musí projít kompletní fází „počáteční uvolněná vrstva rzi → přechodná vrstva rzi → stabilní ochranná vrstva rzi“. Za vhodných podmínek prostředí se v počáteční fázi (0-3 měsíce) tvoří sypký -FeOOH); legující prvky se hromadí a vyvolávají transformaci krystalické formy v přechodném stádiu (3-6 měsíců); ve stabilní fázi (6-12 měsíců) se vytvoří hustá -FeOOH nanokrystalická vrstva rzi. Pokud není dosaženo dostatečné doby evoluce, vrstva rzi nedokončí transformaci krystalové formy a ochranný výkon se výrazně sníží.
4. Stav povrchu čistého substrátu
Čistota povrchu substrátu Corten Steel přímo ovlivňuje přilnavost a rovnoměrnost vrstvy rzi. Pokud jsou na povrchu olejové skvrny, oxidové okují, svařovací struska nebo mechanické poškození, povede to k nerovnoměrné rychlosti místní koroze, vytvoří se skvrnitá vrstva rzi a dokonce bude bránit celkové tvorbě samo-ochranné vrstvy rzi. V praktických aplikacích je proto třeba povrch substrátu předem upravit (jako je broušení a odmaštění), aby se odstranily nečistoty a zajistila se mírná drsnost povrchu, což poskytuje základ pro rovnoměrný růst vrstvy rzi.
