В результате естественного окисления антикоррозионные свойства атмосферостойкой стали улучшаются, а на ее поверхности развивается благородная патина. Пурпурно-коричневая патина является отличительной чертой атмосферостойкой стали и служит надежной броней от коррозии. Атмосферостойкие стали появились на рынке в 1933 году, а первым масштабным проектом из атмосферостойкой стали является штаб квартира компании John Deere World. В 1977 году атмосферостойкая сталь была использована в металлоконструкциях арочного моста через ущелье Нью-Ривер в Западной Вирджинии.
Специалисты по достоинству оценили свойства строительного и архитектурного материала. Долговечность, отсутствие расходов на эксплуатацию, экологичность, выразительность, способность вписыватьсяв городской пейзаж и природную среду – эти преимущества привели к значительному росту популярности атмосферостойкой стали по всему миру. Сегодня сферы применения атмосферостойкого проката самые разные – его используют и в гражданском (отделка жилого квартала «Зиларт» в Москве), и в промышленном строительстве (конструкции железнодорожного моста через реку Снежная).
Как работает атмосферостойкая сталь?
Под влиянием негативных факторов среды на поверхности стали образуется слой оксида железа. На начальных этапах сложная смесь оксидов железа покрывает поверхность, создавая слой ржавчины. На низколегированной углеродистой стали слой оксида железа – пористый, скорость окисления со временем ускоряется и может привести к полному разрушению металла.
На поверхности атмосферостойкой стали слой ржавчины образует своего рода барьер, и скорость коррозии, наоборот, замедляется. Это происходит за счет легирующих элементов, таких как медь, фосфор, никель или хром. Их сплавы создают стабильный оксидный слой, который становится защитным барьером для поверхности металла и предохраняет ее от кислорода, влаги и загрязняющих веществ. В то время как привычная сталь ржавеет, атмосферостойкая покрывается благородной патиной.
Медь повышает адгезию, прочность и эластичность патины.
Фосфор действует как катализатор для меди и повышает начальную реакционную способность атмосферостойких сталей, что приводит к равномерному распределению коррозии без пятен, придает патине однородный вид, а также ускоряет «заживление» при случайном повреждении оксидного слоя.
Хром и никель способствуют образованию нерастворимых основных сульфатов, которые снижают пористость оксидного слоя, обеспечивая защиту базовой поверхности металла от воды и кислорода. Хром, никель и кремний улучшают механические характеристики стальной основы.
Благодаря характерной патине и ее текстуре сталь идеально вписывается как в городскую, так и в природную среду, при этом ее цвет с течением времени меняется от привычного серого и оранжевого до темно-коричневого. Невозможно точно предсказать окончательный цвет стали, так как он зависит от состава атмосферы, количества солнечных дней, влажности, преобладающих ветров.
Для формирования патины требуется чередование влажной и сухой погоды. Наилучшие результаты достигаются в тех случаях, когда сталь не имеет постоянного контакта со стоячей водой. Влага способствует созданию оксидного слоя. По мере высыхания оксидный слой обезвоживается и образуется стойкий слой с низкой проницаемостью –
защитная патина. Внешний вид патины зависит от времени, средней температуры, влажности, концентрации в воздухе диоксида серы (SO2)
и хлоридов. Например, в городских условиях патина приобретает более темный цвет. Поверхности, подверженные воздействию непогоды, будут иметь более мелкое зерно, чем защищенные поверхности.