1. Bakırın Korozyon Direncine Etki Mekanizması
Patina Oluşumunun Başlatılması: Dış havaya (nem, oksijen ve SO₂ gibi kirletici maddeler) maruz kaldığında, bakır iyonları çelik yüzeye göç eder ve demir oksitlerle reaksiyona girerek oluşurbakır-zengin hidroksikarbonat bileşikleri(örneğin, Cu₂(OH)₂CO₃) ve bakır-ikameli demir oksihidroksitler (-FeOOH). Bu bileşikler patina için bir "tohum" tabakası görevi görerek sıradan karbon çeliğine kıyasla koruyucu bir oksit filminin oluşumunu hızlandırır.
Patina Bariyerinin Yoğunlaştırılması: Bakır-içeren bileşikler, başlangıçtaki gevşek demir oksit tabakasındaki mikro-gözenekleri ve çatlakları doldurarak onu biryoğun, yapışkan ve-pullanmayan patine. Bu olgun patina, fiziksel ve kimyasal bir bariyer görevi görerek suyun, oksijenin ve aşındırıcı iyonların (örn. Cl⁻) çelik alt tabakaya nüfuzunu bloke ederek-endüstriyel/kentsel atmosferlerde korozyon hızını 6-10 kat yavaşlatır.
Kendini-İyileştirme Özelliği: Patina çizilirse veya hasar görürse, bitişikteki çelik matristeki bakır iyonları hızla hasarlı bölgeye göç eder ve koruyucu tabakayı yeniden-oluşturarak lokal oyuklanma korozyonunu önler.
2. Bakır İçeriğinin Standart Aralığın Ötesindeki Etkisi
%0,20 Cu'nun altında: Yoğun bakır-zengin patinayı oluşturmak için yetersiz bakır iyonları mevcuttur. Ortaya çıkan oksit tabakası gevşek ve gözenekli kalarak korozyonun hızlanmasına yol açar-çelik, ASTM A588'in korozyon direnci gereksinimlerini (ASTM G101'e göre Derece 1 veya 2) karşılamayacaktır.
%0,35'in üzerinde Cu: Fazla bakır, korozyon direncini daha da artırmaz ve olumsuz etkilere neden olabilir: bakır, katılaşma sırasında tanecik sınırlarında ayrışarak çeliğin dayanıklılığını ve kaynaklanabilirliğini azaltan kırılgan intermetalik fazlar (örn. Cu-Fe alaşımları) oluşturabilir. Ayrıca performans avantajı sağlamadan üretim maliyetlerini artırır.
3. Diğer Alaşım Elementleriyle Sinerji
Krom (Cr): Özellikle nemli veya hafif asidik ortamlarda patinanın kimyasal stabilitesini artıran, çözünmeyen krom{0}zengin oksitler oluşturur.
Nikel (Ni): Patinanın çelik alt tabakaya yapışmasını iyileştirir ve çeliğin sünek-kırılganlıktan-kırılganlığa geçiş sıcaklığını düşürür, bakırın korozyona karşı korumasını tamamlar.
Fosfor (P): Düzgün, ince-taneli bir patina oluşumunu teşvik eder ve patinanın az-korozyon oranını azaltır.
