一(yi)、鐵的生(sheng)銹(xiu)
眾所周(zhou)知，在(zai)(zai)自然(ran)界存在(zai)(zai)的(de)金(jin)屬(shu)中，除Au（金(jin)）、Pt（鉑）等貴金(jin)屬(shu)系(xi)以游離金(jin)屬(shu)狀態(tai)(tai)(tai)存在(zai)(zai)外，其他金(jin)屬(shu)，例如(ru)鐵(tie)（Fe），在(zai)(zai)自然(ran)界則系(xi)以磁鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)和褐鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)(kuang)石的(de)形式非常穩(wen)定地存在(zai)(zai)。但是(shi)，人們(men)通(tong)過冶(ye)金(jin)，把鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)石變成鋼鐵(tie)②，就(jiu)是(shi)將鋼鐵(tie)從氧化鐵(tie)（礦(kuang)(kuang)(kuang)石）的(de)穩(wen)定狀態(tai)(tai)(tai)變成了不(bu)穩(wen)定狀態(tai)(tai)(tai)。自然(ran)界的(de)萬物都有從不(bu)穩(wen)定態(tai)(tai)(tai)“回(hui)(hui)歸”到穩(wen)定態(tai)(tai)(tai)的(de)強烈傾向，這是(shi)自然(ran)規律(lv)。鋼鐵(tie)在(zai)(zai)大(da)氣中的(de)生銹(xiu)就(jiu)是(shi)這種(zhong)“回(hui)(hui)歸”現象的(de)自然(ran)反映。
生銹(xiu)就(jiu)是鋼(gang)鐵(tie)與大(da)氣(qi)中的(de)(de)氧作(zuo)用，在表(biao)面形(xing)成了 沒有(you)保(bao)護(hu)性的(de)(de)疏(shu)松且易(yi)剝落的(de)(de)富鐵(tie)氧化(hua)物或氫(qing)氧化(hua)物，也就(jiu)是鋼(gang)鐵(tie)又變回了“礦石”。鐵(tie)的(de)(de)生銹(xiu)，是鐵(tie)在大(da)氣(qi)中從金屬(shu)變成的(de)(de)離子化(hua)過程，是一(yi)種典(dian)型的(de)(de)腐蝕現象。為(wei)了防止鋼(gang)鐵(tie)生銹(xiu)（腐蝕），人們只有(you)人為(wei)地采(cai)取(qu)表(biao)面涂漆等措施，以防止大(da)氣(qi)與鋼(gang)鐵(tie)相接觸。涂漆一(yi)旦(dan)受(shou)到(dao)破壞，鋼(gang)鐵(tie)還會繼續生銹(xiu)。
二(er)、不(bu)銹鋼為(wei)什么不(bu)生鐵銹和耐腐蝕
早期不銹鋼的不生鐵銹，曾被人們認為是一種“神奇”的現象，但是經過長期研究和實踐，人們對此已經有了完全清楚的了解：不銹鋼的不生鐵銹和鋼鐵的生鐵銹二者屬于同一種自然現象。研究發現，隨鋼中含鉻量的增加，鋼的耐蝕性提高，當鋼中含鉻量≥12％后，在大氣中耐蝕性有一個突變，鋼從不耐腐蝕到耐腐蝕，而且不生鐵銹（如圖1.1）。人們把鋼從不耐腐蝕到耐腐蝕，從生銹變為不生銹，稱為從活化過渡到鈍化，從活化態變成了鈍化態。通俗地說，鈍（化）態實際上是不銹鋼與周圍腐蝕性介質之間的反應遲鈍，即不敏感的狀態。
研(yan)究表明，含鉻量≥12％后，鋼(gang)具(ju)有了(le)不(bu)銹性(xing)的(de)原因是由于表面(mian)自(zi)動形(xing)成(cheng)一種(zhong)厚度非常(chang)薄 的(de)無(wu)色、透明且非常(chang)光滑的(de)一層(ceng)(ceng)富鉻的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)膜(mo)(mo)（示(shi)意圖見(jian)圖1.2），這層(ceng)(ceng)膜(mo)(mo)的(de)形(xing)成(cheng)防(fang)止了(le)鋼(gang)的(de)生銹。這層(ceng)(ceng)膜(mo)(mo)稱為鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)(mo)。這層(ceng)(ceng)鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)形(xing)成(cheng)實際上是鋼(gang)中鉻元素把(ba)自(zi)己易形(xing)成(cheng)氧(yang)化(hua)物(wu)（鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)(mo)）保護自(zi)己的(de)特(te)性(xing)給予(yu)了(le)鋼(gang)的(de)結果。
進一步(bu)研(yan)究還發現，在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)酸介質中(zhong)，例(li)如在硝酸中(zhong)，隨鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)(han)鉻(ge)量(liang)的(de)(de)(de)增加，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕速度下降，當含(han)(han)鉻(ge)量(liang)達到(dao)較高(gao)含(han)(han)量(liang)時，此鋼(gang)(gang)便具有(you)了(le)耐(nai)蝕性(xing)（見圖(tu)1.3）。在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)介質中(zhong)，不(bu)銹鋼(gang)(gang)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)原因也(ye)是由于(yu)表面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)形成。同理，鋼(gang)(gang)在酸介質中(zhong)從不(bu)耐(nai)腐(fu)蝕到(dao)耐(nai)腐(fu)蝕，也(ye)稱(cheng)之(zhi)為(wei)從活化(hua)(hua)(hua)過渡到(dao)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)，從活化(hua)(hua)(hua)態變(bian)為(wei)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)態。
三(san)、鈍(dun)化膜
研(yan)究表(biao)明，鈍化膜不僅很薄(bo)且(qie)無(wu)色透明并可(ke)自然形成，而(er)且(qie)非(fei)常(chang)穩定，鈍化膜是(shi)連續的(de)、無(wu)孔的(de)、不易溶解、質(zhi)較硬且(qie)附著力強并難以剝落的(de)一種氧(yang)化物（氫氧(yang)化物），即(ji)使在使用中受到破壞還可(ke)很快自行修復(fu)。
研究表(biao)明，鉻(ge)鎳不銹鋼的鈍化膜(mo)呈雙層(ceng)結構(gou)，外(wai)層(ceng)為(wei)氫氧化物或鹽酸的沉積層(ceng)，內(nei)層(ceng)為(wei)具(ju)有防護性的富鉻(ge)氧化物膜(mo)。18-8（304）鉻(ge)鎳不銹鋼的鈍化膜(mo)一(yi)般為(wei)4M3O4 SiO2 H2O，M為(wei)Cr、Ni、Fe等元素。
鈍化(hua)膜的(de)(de)化(hua)學(xue)成分、結構和(he)性質隨不銹(xiu)鋼的(de)(de)化(hua)學(xue)成分、處理(li)方法（冷(leng)、熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)，熱(re)(re)處理(li)，拋光，酸洗和(he)表(biao)面加(jia)(jia)工(gong)等）的(de)(de)不同以及使(shi)用(yong)環境的(de)(de)差異(yi)也(ye)有所不同。
研究還表明，隨(sui)鋼中含鉻量的增(zeng)加，鋼的鈍化膜(mo)(mo)會從(cong)晶(jing)態(tai)膜(mo)(mo)變為非(fei)晶(jing)態(tai)膜(mo)(mo)（見表1.1）。由于非(fei)晶(jing)態(tai)膜(mo)(mo)缺陷少，結構(gou)表面均勻，鉻元素更易富集，所以較普通(tong)晶(jing)態(tai)膜(mo)(mo)具有更高(gao)的強度和(he)耐蝕性(xing)。
