Kolefnisstál ryðgar fyrst og fremst vegna járninnihalds þess og útsetningar fyrir súrefni og raka. Kolefnisstál er málmblendi úr járni og kolefni, með litlu magni af öðrum frumefnum. Þegar það verður fyrir andrúmslofti, svo sem rakt loft eða vatn, verða efnahvörf milli járns, súrefnis og vatns til að mynda járnoxíð, almennt þekkt sem ryð.
Ryðferlið má útskýra í nokkrum skrefum:
Myndun járnoxíðs:Járn (Fe) í kolefnisstálinu hvarfast við súrefni (O2) úr loftinu og myndar járnoxíð (Fe2O3 eða Fe3O4). Þetta ferli er þekkt sem oxun.
Tilvist raka:Tilvist vatns (H2O) eða raka skiptir sköpum fyrir ryðferlið. Vatn hjálpar til við að flýta fyrir viðbrögðum járns og súrefnis, sem gerir ryðmyndun hraðari.
Rafefnafræðilegt ferli:Ryðferlið er einnig rafefnafræðileg viðbrögð. Líta má á járnið í kolefnisstáli sem rafskaut en súrefni og vatn þjóna sem bakskaut. Rafeindir streyma frá rafskautinu (járni) til bakskautsins (súrefni og vatn), sem veldur því að járnið tapar rafeindum og myndar járnjónir (Fe2+ eða Fe3+). Þessar járnjónir hvarfast síðan við súrefni og vatn til að mynda ryð.
Vöxtur ryðs:Ryðlagið heldur áfram að vaxa og dreifast á yfirborði kolefnisstálsins svo lengi sem það er stöðugt framboð af súrefni, vatni og járni.
