10日元的銅幣不容易腐蝕。這是因為在大氣或水等接近中性的環境中,銅的表面可自然生成很薄的氧化亞銅(Cu2O)膜,這層膜保護銅不受腐蝕。像寺院屋頂那樣長期暴露在室外風雨中的銅飾物,也會生成一種叫做“銅綠”的銹。自然生成的銅綠通常是堿性硫酸銅。這種銅綠也具有保護基體防止腐蝕的優秀性質。如上所述,與其說是銅金屬自體的反應性,不如說是由于生成的覆膜和銹表現出良好的耐蝕性。


 光亮的(de)鐵表面也存在自然生成的(de)薄的(de)氧(yang)化物覆(fu)膜(mo)。可是這種(zhong)覆(fu)膜(mo)在自然腐蝕環境(jing)中容易(yi)被破壞(huai),生成所(suo)謂(wei)的(de)鐵銹(xiu)(xiu)。鐵銹(xiu)(xiu)并不是不具有對腐蝕的(de)保護性,而(er)是因為它的(de)能(neng)力低(di),所(suo)以通過(guo)銹(xiu)(xiu)層(ceng)進行腐蝕的(de)速(su)度還不能(neng)達到實用上可以允許的(de)程度。


 繼石器時代和(he)青銅器時代之后,鐵作為人(ren)類文化發展的(de)第(di)三(san)階段登場,由于其優良的(de)力學性能,據(ju)說(shuo)古羅馬人(ren)曾手持鐵制的(de)刀劍(jian)征服過周圍使用(yong)青銅器的(de)民(min)族,然而蒼天不(bu)會(hui)恩(en)賜一切,可以說(shuo)兩千多年來(lai)的(de)鐵器使用(yong)歷史(shi)是(shi)同時與腐蝕進行(xing)斗爭的(de)歷史(shi)。


 正像NHK面(mian)(mian)向小學生(sheng)的校園廣播中所說的那樣(yang),為(wei)了(le)防止(zhi)鐵銹,可(ke)以(yi)用(yong)一種東(dong)西覆(fu)(fu)蓋在其表面(mian)(mian)上,這(zhe)連小孩都已經知道(dao)。這(zhe)樣(yang)一來(lai),涂漆(qi)或(huo)電鍍自古以(yi)來(lai)就發展(zhan)起來(lai)。可(ke)是,當考慮到耐(nai)蝕性(xing)優秀(xiu)的銅或(huo)與青銅的差(cha)別只是由于表面(mian)(mian)生(sheng)成小于1μm的覆(fu)(fu)膜(mo)或(huo)10μm厚度的銹的性(xing)質不同時,于是人們提出(chu)是否能(neng)夠(gou)依靠鐵自身(shen)的能(neng)力(li)生(sheng)成耐(nai)蝕性(xing)好的覆(fu)(fu)膜(mo)或(huo)銹這(zhe)樣(yang)的課題。


 我(wo)們(men)在與(yu)(yu)鐵(tie)長期相處之中知道,在有的(de)場日,生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)或者腐蝕減厚極小,所(suo)以(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)了(le)“古時候的(de)鐵(tie)不(bu)容易生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)”這樣(yang)一種觀點(dian)的(de)確,日本(ben)的(de)名刀不(bu)容易生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)。這是由于作為制刀原料使用(yong)的(de)“和鋼(gang)”中錳和硫含量比(bi)普通(tong)現代(dai)鋼(gang)的(de)低(di)很(hen)多,不(bu)能生(sheng)(sheng)成硫化錳,所(suo)以(yi)在表面薄膜上不(bu)能夠生(sheng)(sheng)成銹(xiu)(xiu)(xiu)的(de)缺(que)陷。如(ru)果采用(yong)與(yu)(yu)普通(tong)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝不(bu)同(tong)(tong)的(de)特(te)殊生(sheng)(sheng)產(chan)方法,用(yong)現在的(de)技術也(ye)(ye)能生(sheng)(sheng)產(chan)出與(yu)(yu)性能優良“和鋼(gang)”具有同(tong)(tong)等(deng)防銹(xiu)(xiu)(xiu)性能的(de)鋼(gang)。可(ke)是一旦被水等(deng)浸濕,“和鋼(gang)”也(ye)(ye)同(tong)(tong)樣(yang)和現代(dai)鋼(gang)一樣(yang)被腐蝕。


 古普塔(ta)王朝(chao)在(zai)(zai)4~5世紀(ji)建(jian)造,從(cong)12世紀(ji)至今位于(yu)現在(zai)(zai)場(chang)所的(de)(de)所謂的(de)(de)“德(de)里鐵(tie)塔(ta)”,地(di)上(shang)高(gao)度7m,用約(yue)6噸的(de)(de)鍛鐵(tie)制造。從(cong)當時的(de)(de)制造技術來看,其規模是令人吃驚的(de)(de),而(er)且在(zai)(zai)寺(si)院的(de)(de)院子里暴露(lu)在(zai)(zai)風雨中幾乎沒有(you)(you)(you)被腐蝕.關(guan)于(yu)這一(yi)點,對(dui)Hadfield鋼所熟(shu)知(zhi)的(de)(de)Sir Robert Hadfield于(yu)1912年(nian)曾(ceng)經有(you)(you)(you)過報(bao)道,以后也有(you)(you)(you)許多人對(dui)此(ci)提出各種看法,盡管其中有(you)(you)(you)人認(ren)為(wei)純度高(gao)、磷(lin)多(由于(yu)場(chang)所不(bu)同0.08%~0.28%)、表面的(de)(de)溶(rong)渣或制造時的(de)(de)氧化物具有(you)(you)(you)防腐作用,然而(er)認(ren)為(wei)大氣清潔干(gan)燥環境(jing)好的(de)(de)說法更有(you)(you)(you)說服(fu)力。


 依據羅馬遺(yi)址出土的(de)大量鐵(tie)釘沒有被(bei)腐蝕的(de)事實,可以認為這是由于鐵(tie)釘的(de)外側形成(cheng)了(le)氧的(de)吸氣劑后使中(zhong)央部分(fen)處(chu)(chu)于缺氧狀態。在現代社(she)會(hui)中(zhong),暴(bao)露(lu)在雨中(zhong)的(de)鐵(tie)道導軌腹部幾乎沒有被(bei)腐蝕,可以認為它是因為處(chu)(chu)在行駛(shi)的(de)列(lie)車所卷起的(de)風的(de)環(huan)境中(zhong)。


 名刀(dao)不(bu)容(rong)易生銹暫且(qie)(qie)不(bu)說,僅就腐蝕減(jian)厚而(er)言,看(kan)上去好像耐(nai)蝕性優(you)秀的例子也不(bu)是因為(wei)材質優(you)秀,而(er)且(qie)(qie)是因為(wei)環境好。


 在(zai)材質上努力提高鐵(tie)的(de)(de)(de)耐蝕性的(de)(de)(de)過程(cheng)中,如果把鐵(tie)和相當量的(de)(de)(de)鉻制成合金(jin)就會增(zeng)加對氧的(de)(de)(de)抵抗(kang)性,這一19世紀(ji)前(qian)半葉的(de)(de)(de)發(fa)現與(yu)20世紀(ji)初的(de)(de)(de)鐵(tie)素體系以(yi)及奧(ao)氏(shi)體系不銹鋼的(de)(de)(de)開發(fa)有聯(lian)系。


然而,提出本書所(suo)涉及的(de)(de)課(ke)題-低合金耐(nai)蝕鋼的(de)(de)始(shi)祖,自1900年(nian)以來一直(zhi)被認為是(shi)Buck,他通過各種實驗研究證實,在鋼中添(tian)加少量的(de)(de)銅(tong)對減輕(qing)大氣腐蝕是(shi)非常(chang)有效的(de)(de)。該研究結果與1933年(nian)U.S.Steel公司開發(fa)的(de)(de)世界最(zui)早的(de)(de)低合金耐(nai)蝕鋼COR-TEN進(jin)行工業(ye)生產有聯系。


 在(zai)組(zu)成范(fan)圍內,為(wei)了(le)從(cong)本質上提(ti)高低合金鋼實用環境下的耐蝕(shi)性(xing),可以采(cai)用添(tian)加合金元素(su)把(ba)鋼鐵的銹制成像(xiang)銅(tong)綠(lv)那樣有保護性(xing)覆膜的方法,或者在(zai)鋼能夠鈍化的環境中,采(cai)用添(tian)加少量合金元素(su)使(shi)鋼更容易鈍化的方法。


 本書所介紹的4種合金耐蝕鋼中,耐候鋼和耐海水鋼把銹變得更具有保護性就是根據上述原理。耐候鋼的銹美觀而且能夠提高保護性,這種銹的保護性的本質一直成為20世紀后半期的研究課題。該課題非常復雜甚至可以說神秘莫測,雖然獲得了各種研究結果,但其機理至今為止尚不十分清楚。


 耐硫酸露點腐蝕鋼在酸性環境中使用,作為鋼材來說具有特殊的使用目的,然而是形成了有保護性的腐蝕生成物覆膜還是助長了鈍化覆膜生成,從耐蝕機理的觀點來看,仍然是提高了覆膜的耐蝕性。


 耐溝狀(zhuang)腐蝕(shi)(shi)電焊(han)鋼管其特征不(bu)是降低(di)腐蝕(shi)(shi)量(liang),而(er)是具有防止在焊(han)縫上(shang)發生腐蝕(shi)(shi)集中或局部(bu)化的(de)特性(xing),不(bu)是所生成的(de)覆膜或銹的(de)性(xing)質,而(er)是非金(jin)屬雜質在焊(han)接熱影響下的(de)行為(wei)的(de)重新組合,以(yi)及鋼自身金(jin)屬學因(yin)子(zi)的(de)改善。


 這4種低合金(jin)鋼(gang)的共同點(dian)都是日本(ben)在(zai)20世紀后半(ban)期研(yan)(yan)究開發(fa)并(bing)進(jin)(jin)入實用(yong)階段(duan),已經形成了耐(nai)(nai)蝕(shi)金(jin)屬材(cai)料的一(yi)個領域(yu)。耐(nai)(nai)硫酸(suan)露點(dian)腐蝕(shi)鋼(gang)以及耐(nai)(nai)溝狀腐蝕(shi)電焊鋼(gang)管是日本(ben)獨有的鋼(gang)種,與這些鋼(gang)所進(jin)(jin)行的相關研(yan)(yan)究對(dui)加速腐蝕(shi)科(ke)學進(jin)(jin)步的效果極大。