Apsauginis „Corten Steel“{0}}rūdžių sluoksnis iš esmės yra tankus -FeOOH nanokristalinis rūdžių sluoksnis. Jo susidarymas nėra paprasta oksidacijos reakcija, o daugelio veiksnių, įskaitant legiravimo elementus, aplinkos terpę, laiko raidą ir substrato paviršiaus būklę, sinergetinio poveikio rezultatas. Pagrindinės formavimo sąlygos gali būti apibendrintos į šiuos keturis punktus:
1. Pagrindinių legiravimo elementų sinerginis poveikis
Legiruojamųjų elementų pėdsakai, tokie kaip Cu, Cr, Ni, P ir Si, dedami į „Corten Steel“ įprasto anglinio plieno pagrindu, yra pagrindinė sąlyga, kad susidarytų savaime{0}}apsauginis rūdžių sluoksnis. Šie elementai turi atitikti tam tikrus kiekio santykius: Cu kiekis turi būti nuo 0,25 % iki 0,55 %, o tai yra pagrindinis korozijai -atsparus elementas, katalizuojantis tankaus rūdžių sluoksnio susidarymą; Cr kiekis svyruoja nuo 0,30% iki 1,25%, o tai gali padidinti pasyvumą ir blokuoti poras rūdžių sluoksnyje; Ni kiekis yra mažesnis arba lygus 0,65%, pagerinantis rūdžių sluoksnio vienodumą; bendras Cu + Cr + Ni kiekis turi būti didesnis nei 0,80 % arba lygus jai, kad rūdžių sluoksnis pavirstų į -FeOOH kristalų formą dėl sinergetinio poveikio. Jei legiruojamųjų elementų kiekis neatitinka standarto, gali susidaryti tik laisvas -FeOOH rūdžių sluoksnis, nesuteikiantis savaiminės{14}}apsaugos.
2. Tinkamas aplinkosaugos terpės tiekimas
Norint susidaryti savaime{0}}saugiam rūdžių sluoksniui, reikia nuolat ir saikingai dalyvauti aplinkos terpėse, kurių pagrindas yra stabilus „deguonies + vandens“ tiekimas ir tuo pačiu metu kaip katalizinės sąlygos poreikis ėsdinančių terpių pėdsakų (tokių kaip CO₂, SO₄²⁻). Konkrečiai, santykinė aplinkos drėgmė turėtų būti palaikoma nuo 45% iki 85%: esant nepakankamai drėgmei, nesusidarys pakankamai elektrolito, todėl rūdžių sluoksnio raida sustos; per didelė drėgmė (pvz., ilgalaikis-vandens kaupimasis) sukels vietinį deguonies trūkumą ir susidarys juodas neapsauginis rūdžių sluoksnis. Be to, tinkamas kiekis atmosferos teršalų (pvz., SO₂ pramoninėje atmosferoje ir dulkių pėdsakai kaimo atmosferoje) gali pagreitinti pradinį rūdžių sluoksnio susidarymą, tačiau pertekliniai teršalai pakenks rūdžių sluoksnio stabilumui.
3. Pakankamas laiko evoliucijos ciklas
Savaiminio{0}}rūdžių sluoksnio susidarymas yra dinamiškas evoliucinis procesas, kurio negalima pasiekti per vieną naktį. Jis turi pereiti visą etapą „pradinis laisvas rūdžių sluoksnis → pereinamasis rūdžių sluoksnis → stabilus apsauginis rūdžių sluoksnis“. Esant tinkamoms aplinkos sąlygoms, pradiniame etape susidaro birus -FeOOH (0-3 mėn.); legiruojantys elementai kaupiasi ir sukelia kristalų formos virsmą pereinamojoje stadijoje (3-6 mėn.); stabilioje stadijoje (6-12 mėn.) susidaro tankus -FeOOH nanokristalinių rūdžių sluoksnis. Jei nepasiekiamas pakankamas evoliucijos laikas, rūdžių sluoksnis neužbaigs kristalo formos transformacijos, o apsauginės savybės žymiai sumažės.
4. Švaraus pagrindo paviršiaus būklė
Corten Steel pagrindo paviršiaus švara tiesiogiai veikia rūdžių sluoksnio sukibimą ir vienodumą. Jei ant paviršiaus yra alyvos dėmių, oksidų apnašų, suvirinimo šlako ar mechaninių pažeidimų, vietinės korozijos greitis bus netolygus, susidarys margas rūdžių sluoksnis ir net trukdys bendram savaiminio rūdžių sluoksnio susidarymui. Todėl praktikoje pagrindo paviršius turi būti iš anksto apdorotas (pvz., šlifuoti ir nuriebalinti), kad būtų pašalintos nešvarumai ir būtų užtikrintas vidutinis paviršiaus šiurkštumas, sudarant pagrindą tolygiai augti rūdžių sluoksniui.
