Чистое железо не ржавеет легко, но обычная сталь обычно содержит примеси, такие как медь и углерод. Эти примеси менее реакционноспособны, чем железо, и образуют первичную батарею (то есть устройство, генерирующее электрический ток путем окислительно-восстановительного процесса) с железом в водном воздухе, разделяя реакции окисления и восстановления и подвергая сталь коррозии.
Ржавчина, вызванная коррозией стали, представляет собой ржавчину с рыхлой пористой структурой, в которой одна из многих микротрещин соединяет поры. Таким образом, ржавчина подобна губке, которая продолжает поглощать влагу из воздуха, вызывая еще большую коррозию стали, пока она не пройдет полностью.
Устойчивая к атмосферным воздействиям сталь отличается от обычной стали. Сначала он будет ржаветь на поверхности, как обычная сталь. Благодаря высокой степени легирования этот процесс разработки происходит даже быстрее, чем у обычной стали. Но из-за более сложной решетчатой структуры атмосферостойкой стали под рыхлой поверхностной ржавчиной растет плотный, глубокий черный слой ржавчины. Этот слой ржавчины состоит из частиц наноматериала -FeOOH. В этом процессе атомы никеля заменяют некоторые атомы железа в плотном слое ржавчины, делая слой ржавчины селективным для различных катионов и препятствуя коррозионному и анионному проникновению.
Именно этот плотный слой ржавчины приводит к тому, что поверхность атмосферостойкой стали ржавеет, но внутренняя часть ржаветь не будет. На самом деле, пока мы можем тщательно различать поверхность атмосферостойкой стали и обычной ржавчины, можно ясно увидеть, что это не одно и то же: ржавчина атмосферостойкой стали плоская и плотная, прикрепленная к поверхности стали, чтобы защитить нашу сталь, при этом ржавчина пестрая, рыхлая, пористая, от прикосновения плавится. Вместо защиты стали такая ржавчина притягивает воду и кислород к поверхности стали.
