Le principe de base du « Corten » de l'acier Corten (c'est-à-dire une excellente résistance à la corrosion atmosphérique) est la formation d'une couche protectrice de rouille dense, stable et fortement adhérente sur sa surface grâce à la régulation des éléments d'alliage. Cela permet d'obtenir un effet d'auto-protection de "prévention de la rouille avec la rouille". Son mécanisme d'altération peut être analysé sous trois aspects : le rôle des éléments d'alliage, le processus d'évolution de la couche de rouille et le mécanisme de protection.
1. Cuivre (Cu, 0,25-0,55 %) :
Élément central d'altération, catalyse la formation d'une couche de rouille dense
Améliore l'adhérence et la stabilité de la couche de rouille
Un contenu excessif peut facilement conduire à une fragilité à chaud
2. Chrome (Cr, 0,30-1,25 %) :
Améliore la capacité de passivation et stabilise la structure de la couche de rouille
Améliore la résistance à la chaleur et à l’oxydation
Forme un film protecteur Cr₂O₃, empêchant la corrosion de pénétrer plus profondément
3. Nickel (Ni, inférieur ou égal à 0,65 %) :
Améliore la ténacité à basse-température et améliore la résistance à la fatigue
Améliore la résistance à la corrosion par les acides et les brouillards salins
Favorise une répartition uniforme des éléments d’alliage
Changement de couleur de l'acier Corten
4. Phosphore (P, 0,07-0,15 %, type high-P) :
Améliore la résistance initiale à la corrosion et accélère la formation d'un film protecteur
Diminue la soudabilité, nécessite une utilisation équilibrée
Le type High-P (COR-TEN A) présente une meilleure résistance aux intempéries mais une mauvaise soudabilité.
5. Silicium (Si, (0,15-0,75 %) :
Renforce la matrice de ferrite et augmente la résistance
Favorise la formation d’une couche protectrice de rouille
Améliore la résistance à l'oxydation à haute-température
Effet synergique : lorsque la teneur totale en Cu+Cr+Ni est supérieure ou égale à 0,80 %, une couche de rouille nanocristalline stable de -FeOOH est formée, avec une perméabilité de seulement 1/5 de celle de la rouille de l'acier au carbone ordinaire, empêchant efficacement une corrosion supplémentaire.
