Physikalische Barrierewirkung dichter Mikrostruktur
Die natürliche Patina von SPA-H ist eine kompakte, fein-körnige Verbundoxidschicht (Hauptbestandteile: FeOOH, Fe₂O₃ und legierte Oxide mit Cu, Cr, Ni) mit einer dichten und nicht-porösen Mikrostruktur, die ohne Lücken oder Risse fest mit dem Stahlsubstrat verbunden ist. Diese Struktur blockiert physisch das kontinuierliche Eindringen von Feuchtigkeit, Sauerstoff und anderen korrosiven Medien aus der äußeren Umgebung in die Stahloberfläche und unterbricht den elektrochemischen Korrosionsreaktionsweg zwischen dem korrosiven Medium und dem Substrat.-Im Gegensatz zum losen, porösen Rotrost auf gewöhnlichem Kohlenstoffstahl, der das Eindringen des Mediums nicht verhindern kann und die Korrosion sogar beschleunigt, indem er Feuchtigkeit zurückhält.
Chemische Stabilisierung durch Anreicherung von Legierungselementen
SPA-Hs hinzugefügtes Cu, Cr, Ni und P werden während der natürlichen Bildung der Patinaschicht selektiv angereichert: Cu und Ni bilden unlösliche stabile Oxide in der Patina, was die allgemeine chemische Stabilität der Rostschicht verbessert und es erschwert, mit milden sauren/alkalischen Schadstoffen zu reagieren; Cr bildet in der Patina eine geringe Menge Chromoxid, was die Dichte und Haftung der Schicht weiter erhöht; P fördert die gleichmäßige Ausfällung der Patina und hemmt das Wachstum loser Rostkristalle. Die Anreicherung dieser Legierungselemente macht die Patinaschicht gegenüber den meisten atmosphärischen Korrosionsmedien chemisch inert und zersetzt sich nicht oder fällt nicht ab, wenn sie natürlicher Witterung ausgesetzt wird, wodurch eine langfristige chemische Stabilität erhalten bleibt.
Selbstheilungsfähigkeit nach geringem Schaden
Wenn die SPA-H-Patinaschicht aufgrund äußerer Faktoren geringfügige mechanische Schäden (z. B. leichte Kratzer) erleidet, reagiert das freiliegende Stahlsubstrat mit der Atmosphäre und bildet neue Oxidprodukte, und die Legierungselemente im Stahl wandern schnell in den beschädigten Bereich und bilden eine neue Patinaschicht. Diese Selbstheilungseigenschaft kann kleine Schäden in kurzer Zeit reparieren, -die Schutzbarriere wiederherstellen und eine örtliche Korrosionsausbreitung durch kleinere Oberflächenschäden verhindern.-Dies ist eine einzigartige Schutzeigenschaft, die gewöhnliche Rostschichten aus Kohlenstoffstahl nicht haben.
Reduzierung der elektrochemischen Korrosionsaktivität
Die Patinaschicht hat eine geringere elektrische Leitfähigkeit als das Stahlsubstrat, was die elektrochemische Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode auf der Stahloberfläche erheblich verringert und die Intensität der elektrochemischen Korrosionsreaktion (die Hauptursache für atmosphärische Stahlkorrosion) schwächt. Gleichzeitig verringert die kompakte Patinaschicht die Kontaktfläche zwischen dem Stahlsubstrat und dem korrosiven Medium, wodurch das Auftreten elektrochemischer Korrosion weiter gehemmt und die Oxidationsrate der Stahloberfläche auf ein extrem niedriges Niveau verlangsamt wird.
Beständigkeit gegen das Eindringen von Chloridionen (für milde Küstenumgebungen)
Die dichte Mikrostruktur und die Anreicherung von Legierungselementen in der SPA-H-Patinaschicht verleihen ihr eine gewisse Fähigkeit, dem Eindringen von Chloridionen mit geringer Konzentration zu widerstehen. In milden Küstenumgebungen oder leichtindustriellen Umgebungen mit geringer Salznebelkonzentration können Chloridionen nicht leicht durch die Patinaschicht gelangen, um das Stahlsubstrat zu erreichen, wodurch Lochfraß und Spaltkorrosion durch Chloridionen vermieden werden.-Dadurch ist SPA-H auch für milde Küstenumgebungen im Freien ohne zusätzliche Lackierung einsetzbar, was hinsichtlich der Chloridionenbeständigkeit weitaus besser ist als gewöhnlicher niedrig-legierter Stahl.
