SPA-H เป็นเหล็กผุกร่อนทั่วไปที่มีองค์ประกอบอัลลอยด์เฉพาะ เช่นทองแดง (Cu) โครเมียม (Cr) นิกเกิล (Ni) ฟอสฟอรัส (P). ภายใต้การกระทำระยะยาว-ของบรรยากาศ (ออกซิเจน ความชื้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และมลพิษจำนวนเล็กน้อย) บรรยากาศจะก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์ที่หนาแน่น เสถียร-ป้องกันตัวเองได้บนพื้นผิว - คราบตามธรรมชาติ กระบวนการทั้งหมดเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป -ปรับปรุงตนเอง และ-จำกัดตัวเอง และสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนโดยละเอียดต่อไปนี้:
1. การเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวเริ่มต้น (ระยะสนิมเริ่มแรก)
เมื่อเหล็กสัมผัสกับอากาศ ฝน และน้ำค้างเป็นครั้งแรก พื้นผิวจะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับออกซิเจนและไอน้ำเพื่อสร้างออกไซด์ของเหล็กปฐมภูมิและไฮดรอกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเลปิโดโครไซต์ (-FeOOH) และเฟอร์ริไฮไดรต์
ลักษณะที่ปรากฏ: สีเหลืองอ่อน สีส้ม ถึงสีส้มแดงสดใส
โครงสร้าง: หลวม มีรูพรุน กาวไม่ดี หลุดง่ายหรือถูกฝนชะล้างออกไป
คุณลักษณะ: ชั้นนี้ไม่สามารถป้องกันการกัดกร่อนได้ แต่กลับทำให้น้ำและออกซิเจนสามารถแทรกซึมเข้าไปด้านในได้ ดังนั้นกระบวนการเกิดสนิมจึงดำเนินต่อไป
2. การโยกย้ายและการเพิ่มคุณค่าขององค์ประกอบโลหะผสม
ภายใต้การกระทำของวัฏจักรเปียก-แห้งและปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าสลับกัน องค์ประกอบของโลหะผสมใน SPA-H (Cu, Cr, Ni, P) จะค่อยๆ ละลายในอิเล็กโทรไลต์ที่พื้นผิว และเคลื่อนตัวออกสู่ชั้นออกไซด์มีความเข้มข้นสูงในชั้นสนิมด้านนอก
องค์ประกอบโลหะผสมเหล่านี้เปลี่ยนองค์ประกอบและโครงสร้างของออกไซด์:
Cu และ P ยับยั้งการละลายของขั้วบวกและลดอัตราการกัดกร่อน
Cr และ Ni ปรับแต่งเมล็ดออกไซด์และเพิ่มความเสถียร
สนิมที่มีรูพรุนและหลวมดั้งเดิมจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นชั้นกลางที่ละเอียดและยึดเกาะมากขึ้น
ลักษณะที่ปรากฏ: การเปลี่ยนสีจากสีส้มแดงสดใสเป็นสีน้ำตาลแดงเข้ม
3. การเพิ่มความหนาแน่นและความเสถียรของชั้นคราบ
เมื่อใช้วงจรเปียก-แห้งอย่างต่อเนื่อง ออกไซด์ที่ไม่เสถียร (เช่น ‑FeOOH) จะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นเสถียร ผลึก ‑FeOOH (โกเอไทต์).ภายใต้ "คำแนะนำ" ขององค์ประกอบโลหะผสม ชั้นออกไซด์จะกลายเป็น:
มีความหนาแน่นมากขึ้นและมีรูพรุนน้อยลง
ยึดติดอย่างแน่นหนากับเหล็กพื้นผิว
ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ ออกซิเจน และไอออนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต่ำ ชั้นนี้ไม่สามารถลอกหรือเป็นผงได้ง่ายอีกต่อไป และเริ่มแสดงประสิทธิภาพการป้องกันที่แท้จริง
ลักษณะที่ปรากฏ: สีน้ำตาลเข้มสม่ำเสมอ สีน้ำตาลช็อคโกแลต
4. การก่อตัวของคราบที่จำกัดตัวเองในวัยผู้ใหญ่
เมื่อชั้นป้องกันที่มีความหนาแน่นถูกสร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์ มันจะปิดกั้นทางเข้าเพิ่มเติมของน้ำ ออกซิเจน และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ปฏิกิริยาการกัดกร่อนคือจำกัดอยู่ที่อัตราที่ช้ามากและจะไม่พัฒนาไปสู่ภายในของเหล็กอีกต่อไป นี่เป็นคุณลักษณะ "จำกัดตัวเอง" ของเหล็กผุกร่อน
คราบไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างและสีอย่างมีนัยสำคัญอีกต่อไป
ภายใต้สภาพแวดล้อมบรรยากาศปกติ คราบที่มั่นคงนี้สามารถคงสภาพเดิมได้นานหลายทศวรรษ
SPA-H สามารถใช้กลางแจ้งกลางแจ้งได้เป็นเวลานานโดยไม่ต้องทาสี
