1. Kuparin korroosionkestävyyden mekanismi
Patinan muodostumisen aloittaminen: Kun kupari-ionit joutuvat alttiiksi ulkoilmalle (kosteus, happi ja epäpuhtaudet, kuten SO₂), kupari-ionit siirtyvät teräksen pinnalle ja reagoivat rautaoksidien kanssa muodostaenkupari-rikkaat hydroksikarbonaattiyhdisteet(esim. Cu₂(OH)2CO3) ja kupari-substituoidut rautaoksihydroksidit (-FeOOH). Nämä yhdisteet toimivat patinan "siemenkerroksena" ja nopeuttavat suojaavan oksidikalvon muodostumista verrattuna tavalliseen hiiliteräkseen.
Patina-esteen tiivistäminen: Kuparia- sisältävät yhdisteet täyttävät mikro-huokoset ja halkeamat alkuperäisessä irtonaisessa rautaoksidikerroksessa ja muuttavat sentiivistä, tarttuvaa ja{0}}hilseilemätöntä patinaa. Tämä kypsä patina toimii fysikaalisena ja kemiallisena esteenä ja estää veden, hapen ja syövyttävien ionien (esim. Cl⁻) tunkeutumisen teräsalustaan -hidastaen korroosion nopeutta 6–10 kertaa teollisuus- tai kaupunkiympäristössä.
Itse{0}}parantava omaisuus: Jos patina on naarmuuntunut tai vaurioitunut, viereisen teräsmatriisin kupari-ionit siirtyvät nopeasti vaurioituneelle alueelle ja muodostavat uudelleen-suojakerroksen, mikä estää paikallista pistekorroosiota.
2. Vakioalueen ylittävän kuparisisällön vaikutus
Alle 0,20 % Cu: Kupari-ioneja ei ole saatavilla tarpeeksi tiheän kupari{0}}rikkaan patinan muodostamiseen. Tuloksena oleva oksidikerros pysyy löysänä ja huokoisena, mikä johtaa kiihtyneeseen korroosioon-teräs ei täytä ASTM A588:n korroosionkestävyysvaatimuksia (luokka 1 tai 2 ASTM G101:tä kohti).
Yli 0,35 % Cu: Ylimääräinen kupari ei paranna korroosionkestävyyttä entisestään ja voi aiheuttaa haitallisia vaikutuksia: kupari voi erottua rakeiden rajoilla jähmettymisen aikana muodostaen hauraita metallien välisiä faaseja (esim. Cu-Fe-seoksia), jotka vähentävät teräksen sitkeyttä ja hitsattavuutta. Se myös lisää tuotantokustannuksia ilman lisäetuja suorituskykyyn.
3. Synergia muiden metalliseoselementtien kanssa
Kromi (Cr): Muodostaa liukenemattomia kromi{0}}rikkaita oksideja, jotka parantavat patinan kemiallista stabiilisuutta erityisesti kosteissa tai lievästi happamissa ympäristöissä.
Nikkeli (Ni): Parantaa patinan tarttuvuutta teräsalustaan ja alentaa teräksen sitkeää -hauraaseen-siirtymälämpötilaa täydentäen kuparin korroosiosuojaa.
Fosfori (P): Edistää tasaisen, hienorakeisen-patinan muodostumista ja vähentää patinan ali-korroosiota.
