Az időjárásálló acél ötvözet-összetétele (pl. ASTM A606 Type 4, A588) a korrózióállóság alapvető meghatározója, mivel a kulcsfontosságú ötvözőelemek (Cu, Cr, Ni, Si) egymással szinergetikusan együttműködve sűrű, tapadó és öngyógyító oxidpatinát alkotnak, amely elzárja a nedvességet és az oxigént az acélból.
Réz (Réz, 0,20–0,50%) – Az elsődleges korróziógátló
A réz a legkritikusabb elem az acél időjárásállósága szempontjából. A kezdeti oxidáció során az acél felületére vándorol, légköri oxigénnel és nedvességgel reagálva képződikrézben-dús vas-oxidok. Ez a vegyület csökkenti az oxidréteg oldhatóságát, ezáltal sűrűbbé és szorosabban kötődik az acélhoz-, ellentétben a laza, pelyhes rozsdával, amely a közönséges szénacélon képződik. Még a patinán lévő kisebb karcolások is kiváltják a réz vándorlását a sérült területre, lehetővé téve az öngyógyulást- és megakadályozva a helyi korróziót.
Króm (Cr, 0,30-1,25%) – Javítja a patina stabilitását
A króm formálással megerősíti a védő patinátkróm{0}}vas-oxidoknagy kémiai stabilitással. Ezek az oxidok javítják a patina ellenálló képességét a zord környezetekkel szemben (pl. parti sópermet, ipari szennyező anyagok), és lelassítják az oxidáció sebességét. A króm elősegíti a patina gyorsabb érését is, lerövidíti a kezdeti időjárási időszakot, és csökkenti a "rozsda lefolyását", amely elszínezheti a szomszédos anyagokat.
Nikkel (Ni, kevesebb vagy egyenlő, mint 0,60%) – Növeli a korrózióállóságot nedves/partmenti területeken
A nikkel növeli az acél tűrőképességét a magas páratartalommal és a kloridionokkal szemben (a tengerparti régiókban gyakori). Finomítja az oxidréteg kristályszerkezetét, ezáltal kevésbé porózus és ellenállóbb a sópermet behatolásával szemben. A tengeri vagy ipari környezetben használt, időjárásálló acélok magasabb nikkeltartalma közvetlenül javítja a hosszú távú tartósságot-a lyuk- és réskorrózióval szemben.
A szilícium „patina optimalizálóként” működik, elősegítve az egyenletes, finom szemcsés oxidréteg kialakulását. Megakadályozza a durva, törékeny rozsdakristályok növekedését, és biztosítja, hogy a patina egyenletesen alakuljon ki az acélfelületen-még olyan összetett profilokon is, mint a hajtogatott élek vagy hegesztett kötések. A szilícium emellett növeli az acél ellenálló képességét a savas szennyező anyagokkal szemben (pl. kén-dioxid az ipari területeken).
Alacsony szén-dioxid-tartalom (kevesebb, mint 0,20%) – Megakadályozza a ridegedést és a korróziós gyorsulást
Bár önmagában nem korrózióálló{0}}ötvözet, az alacsony széntartalom kritikus az időjárásálló acélok szempontjából. A magas széntartalom a szemcsék eldurvulását és rideggé válását okozza, mikro-repedéseket okozva, amelyek lehetővé teszik a korrozív közeg beszivárgását. Az alacsony széntartalom biztosítja az acél rugalmasságát, miközben támogatja a folyamatos, hibamentes patina kialakulását.
