Sastav legure čelika otpornog na vremenske uvjete (npr. ASTM A606 tip 4, A588) ključna je odrednica njegove otpornosti na koroziju, budući da ključni legirajući elementi (Cu, Cr, Ni, Si) djeluju sinergistički kako bi stvorili gustu, prianjajuću i samo{5}}zacjeljujuću oksidnu patinu koja sprječava prodiranje vlage i kisika u čeličnu podlogu.
Bakar (Cu, 0,20–0,50%) – primarni inhibitor korozije
Bakar je najkritičniji element za performanse čelika u vremenskim uvjetima. Migrira na čeličnu površinu tijekom početne oksidacije, reagirajući s atmosferskim kisikom i vlagom da nastaneželjezni oksidi -bogati bakrom. Ovaj spoj smanjuje topljivost oksidnog sloja, čineći ga gušćim i čvršće povezanim s čelikom-za razliku od labave, ljuskaste hrđe koja se stvara na običnom ugljičnom čeliku. Čak i manje ogrebotine na patini pokreću migraciju bakra na oštećeno područje, omogućujući samo-zacjeljivanje i sprječavajući lokaliziranu koroziju.
Krom (Cr, 0,30–1,25%) – povećava stabilnost patine
Krom pojačava zaštitnu patinu oblikovanjemkrom-željezni oksidis visokom kemijskom stabilnošću. Ovi oksidi poboljšavaju otpornost patine na teške uvjete (npr. obalni slani sprej, industrijski zagađivači) i usporavaju brzinu oksidacije. Krom također pomaže bržem sazrijevanju patine, skraćujući početno razdoblje trošenja i smanjujući "otjecanje hrđe" koje može ostaviti mrlje na susjednim materijalima.
Nikal (Ni, manji ili jednak 0,60%) – povećava otpornost na koroziju u vlažnim/obalnim područjima
Nikal povećava otpornost čelika na visoku vlažnost i kloridne ione (često u obalnim regijama). Pročišćava kristalnu strukturu oksidnog sloja, čineći ga manje poroznim i otpornijim na prodiranje slanog spreja. Za vremenski otporan čelik koji se koristi u pomorskom ili industrijskom okruženju, viši sadržaj nikla izravno poboljšava dugoročnu-izdržljivost protiv rupičaste i pukotinske korozije.
Silicij djeluje kao "optimizator patine" promičući stvaranje jednolikog, fino{0}}zrnatog oksidnog sloja. Suzbija rast grubih, lomljivih kristala hrđe i osigurava ravnomjerno razvijanje patine po čeličnoj površini-čak i na složenim profilima kao što su presavijeni rubovi ili zavareni spojevi. Silicij također povećava otpornost čelika na kisele zagađivače (npr. sumporov dioksid u industrijskim područjima).
Nizak sadržaj ugljika (manje od ili jednako 0,20%) – Sprječava krtost i ubrzanje korozije
Iako sama po sebi nije legura-otporna na koroziju, nizak udio ugljika ključan je za čelik otporan na vremenske uvjete. Visoke razine ugljika uzrokovale bi ogrubljivanje i krhkost zrna, stvarajući mikro-pukotine koje omogućuju infiltraciju korozivnog medija. Nizak sadržaj ugljika osigurava da čelik zadrži duktilnost dok podržava stvaranje kontinuirane patine-bez nedostataka.
