Il principio fondamentale alla base del "Corten" dell'acciaio Corten (ovvero, eccellente resistenza alla corrosione atmosferica) è la formazione di uno strato protettivo di ruggine denso, stabile e fortemente aderente sulla sua superficie attraverso la regolazione degli elementi di lega. In questo modo si ottiene un effetto auto-protettivo di "prevenzione della ruggine con la ruggine". Il suo meccanismo di alterazione può essere analizzato da tre aspetti: il ruolo degli elementi di lega, il processo di evoluzione dello strato di ruggine e il meccanismo protettivo.
1. Rame (Cu, 0,25-0,55%):
Elemento resistente agli agenti atmosferici, catalizza la formazione di un denso strato di ruggine
Migliora l'adesione e la stabilità dello strato di ruggine
Un contenuto eccessivo può facilmente portare alla fragilità del caldo
2. Cromo (Cr, 0,30-1,25%):
Migliora la capacità di passivazione e stabilizza la struttura dello strato di ruggine
Migliora la resistenza al calore e la resistenza all'ossidazione
Forma una pellicola protettiva Cr₂O₃, impedendo alla corrosione di penetrare più in profondità
3. Nichel (Ni, inferiore o uguale allo 0,65%):
Migliora la tenacità alle basse-temperature e migliora la resistenza alla fatica
Migliora la resistenza alla corrosione acida e salina
Promuove la distribuzione uniforme degli elementi di lega
Cambio colore acciaio corten
4. Fosforo (P, 0,07-0,15%, tipo ad alto P):
Migliora la resistenza iniziale alla corrosione e accelera la formazione del film protettivo
Diminuisce la saldabilità, richiede un uso equilibrato
Il tipo ad alto-P (COR-TEN A) ha una migliore resistenza agli agenti atmosferici ma scarsa saldabilità
5. Silicio (Si, (0,15-0,75%):
Rafforza la matrice di ferrite e aumenta la resistenza
Favorisce la formazione di uno strato protettivo di ruggine
Migliora la resistenza all'ossidazione-alle alte temperature
Effetto sinergico: quando il contenuto totale di Cu+Cr+Ni è maggiore o uguale allo 0,80%, si forma uno strato stabile di ruggine nanocristallina -FeOOH, con una permeabilità solo 1/5 di quella della normale ruggine dell'acciaio al carbonio, prevenendo efficacemente un'ulteriore corrosione.
