1. عنصر التجوية الأساسي: الكروم (الكروم، 1.50-2.00%)
يعمل كأساس لتشكيل طبقة الصدأ الواقية، حيث يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج ثالث أكسيد الكروم (Cr₂O₃).
يخترق هذا الأكسيد طبقة الصدأ، ويحول أوكسي هيدروكسيد الحديد السائب (FeO(OH)) إلى أوكسي هيدروكسيد الحديد ألفا الكثيف الملتصق - ( -FeO(OH)))، مما يخلق حاجزًا ماديًا يمنع الرطوبة والأكسجين من الوصول إلى الركيزة الفولاذية.
2. العنصر التآزري الحاسم: النحاس (النحاس، 0.20-0.30%)
يسرع تكثيف طبقة الصدأ ويقلل من معدل ذوبان أكسيد الحديد.
يتم إثراء أيونات النحاس عند السطح البيني بين طبقة الصدأ والركيزة، لتشكل أكسيد النحاسوز (Cu₂O)، مما يعزز استقرار طبقة الصدأ ومقاومتها للتشقق.
3. عناصر التسليح المساعدة: الفوسفور (P، أقل من أو يساوي 0.040%) والنيكل (Ni، أقل من أو يساوي 0.50%)
يعزز الفوسفور النمو المنتظم لطبقة الصدأ، مما يقلل من خطر الحفر الموضعي ويحسن استمرارية الطبقة.
يعزز النيكل صلابة الفولاذ بينما يقوي الرابطة بين طبقة الصدأ والركيزة، مما يمنع تقشر الطبقة الخارجية الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة أو الإجهاد الميكانيكي.
4. العناصر الهيكلية الأساسية: الكربون (C، أقل من أو يساوي 0.16%) والمنغنيز (Mn، 0.80–1.25%)
يتجنب التصميم منخفض الكربون- (أقل من أو يساوي 0.16%) ترسيب الكربيد، مما يضمن قابلية لحام جيدة وصلابة الفولاذ مع تقليل التآكل الموضعي الناتج عن عدم التجانس التركيبي.
يزيد المنغنيز من قوة الفولاذ، وعند دمجه مع عناصر أخرى، يحافظ على الخواص الميكانيكية المستقرة للركيزة، مما يوفر دعمًا قويًا لطبقة الصدأ الواقية.
5. التحكم في العناصر الضارة: الكبريت (S، أقل من أو يساوي 0.050%) والفوسفور (الحد الأعلى الصارم)
يحد بشكل صارم من محتوى العناصر الضارة مثل الكبريت لتجنب تكوين شوائب كبريتيد هشة، والتي يمكن أن تكون بمثابة نقاط بدء التآكل وتضر بالسلامة العامة لطبقة الصدأ.
