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(tie)表面也(ye)存在(zai)自然生成的(de)薄(bo)的(de)氧化物覆(fu)膜。可(ke)是這(zhe)種覆(fu)膜在(zai)自然腐蝕(shi)環(huan)境中(zhong)容易被(bei)破壞,生成所謂(wei)的(de)鐵(tie)銹(xiu)(xiu)。鐵(tie)銹(xiu)(xiu)并不(bu)(bu)是不(bu)(bu)具有對腐蝕(shi)的(de)保護(hu)性,而(er)是因為它的(de)能(neng)力低,所以通(tong)過銹(xiu)(xiu)層進行腐蝕(shi)的(de)速度還不(bu)(bu)能(neng)達到實用上可(ke)以允許的(de)程度。


 繼石器(qi)時代和(he)青銅器(qi)時代之后,鐵作為人類文化(hua)發(fa)展的(de)第三階(jie)段登(deng)場,由于其(qi)優良(liang)的(de)力(li)學性能,據說(shuo)古羅(luo)馬人曾手持鐵制的(de)刀劍征服過周圍使用青銅器(qi)的(de)民族,然(ran)而蒼天不(bu)會(hui)恩賜一切,可以說(shuo)兩(liang)千多年來的(de)鐵器(qi)使用歷史(shi)是同時與腐蝕進行斗(dou)爭的(de)歷史(shi)。


 正像NHK面向小學生(sheng)(sheng)的(de)(de)校園廣播(bo)中所說(shuo)的(de)(de)那樣,為了(le)防止鐵(tie)銹,可(ke)以(yi)用(yong)一種(zhong)東西覆蓋在其表面上,這(zhe)連小孩都已經知道(dao)。這(zhe)樣一來(lai),涂漆(qi)或電鍍自(zi)古以(yi)來(lai)就發展起來(lai)。可(ke)是(shi),當考慮到耐蝕性(xing)優秀的(de)(de)銅或與青銅的(de)(de)差別只是(shi)由于(yu)(yu)表面生(sheng)(sheng)成小于(yu)(yu)1μm的(de)(de)覆膜或10μm厚度的(de)(de)銹的(de)(de)性(xing)質不同時(shi),于(yu)(yu)是(shi)人們提(ti)出是(shi)否能夠依(yi)靠鐵(tie)自(zi)身(shen)的(de)(de)能力生(sheng)(sheng)成耐蝕性(xing)好(hao)的(de)(de)覆膜或銹這(zhe)樣的(de)(de)課題。


 我們在與鐵長期相處之中知道(dao),在有的(de)(de)場日(ri),生(sheng)銹或者腐蝕減(jian)厚極小,所以產(chan)生(sheng)了“古時(shi)候(hou)的(de)(de)鐵不(bu)(bu)容(rong)易(yi)生(sheng)銹”這(zhe)樣(yang)一種觀點的(de)(de)確,日(ri)本的(de)(de)名刀不(bu)(bu)容(rong)易(yi)生(sheng)銹。這(zhe)是由于作為制刀原料使用的(de)(de)“和(he)鋼(gang)(gang)”中錳和(he)硫含量比普通現(xian)代(dai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)低很多(duo),不(bu)(bu)能(neng)(neng)生(sheng)成(cheng)(cheng)硫化(hua)錳,所以在表面薄膜上不(bu)(bu)能(neng)(neng)夠生(sheng)成(cheng)(cheng)銹的(de)(de)缺陷。如果(guo)采用與普通鋼(gang)(gang)鐵生(sheng)產(chan)工藝(yi)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)特(te)殊生(sheng)產(chan)方法,用現(xian)在的(de)(de)技(ji)術也(ye)能(neng)(neng)生(sheng)產(chan)出(chu)與性(xing)(xing)能(neng)(neng)優良“和(he)鋼(gang)(gang)”具有同(tong)等防銹性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)鋼(gang)(gang)。可(ke)是一旦被(bei)水(shui)等浸濕(shi),“和(he)鋼(gang)(gang)”也(ye)同(tong)樣(yang)和(he)現(xian)代(dai)鋼(gang)(gang)一樣(yang)被(bei)腐蝕。


 古(gu)普塔王朝在(zai)(zai)4~5世(shi)紀建造,從12世(shi)紀至今位(wei)于(yu)現在(zai)(zai)場所(suo)的(de)所(suo)謂的(de)“德(de)里鐵(tie)塔”,地上高(gao)度7m,用約6噸的(de)鍛(duan)鐵(tie)制造。從當時的(de)制造技(ji)術來(lai)看,其規模是令人吃驚(jing)的(de),而且在(zai)(zai)寺院的(de)院子里暴露在(zai)(zai)風雨中(zhong)幾乎沒(mei)有被腐蝕.關于(yu)這一點(dian),對Hadfield鋼所(suo)熟知的(de)Sir Robert Hadfield于(yu)1912年(nian)曾經有過報道,以后也(ye)有許多人對此(ci)提出各種看法(fa),盡管其中(zhong)有人認為(wei)純度高(gao)、磷多(由(you)于(yu)場所(suo)不(bu)同(tong)0.08%~0.28%)、表面的(de)溶渣或(huo)制造時的(de)氧化物具有防腐作用,然而認為(wei)大氣清潔(jie)干燥環境好的(de)說(shuo)法(fa)更有說(shuo)服(fu)力。


 依(yi)據羅馬遺址出土的(de)(de)大量鐵(tie)釘沒有被腐(fu)蝕的(de)(de)事實(shi),可(ke)以認為這是(shi)由于鐵(tie)釘的(de)(de)外側形成(cheng)了氧(yang)(yang)的(de)(de)吸氣劑后使中(zhong)(zhong)央部(bu)分處于缺氧(yang)(yang)狀態。在現代社(she)會中(zhong)(zhong),暴露在雨中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵(tie)道導軌腹部(bu)幾乎沒有被腐(fu)蝕,可(ke)以認為它(ta)是(shi)因為處在行駛的(de)(de)列車所卷起的(de)(de)風(feng)的(de)(de)環境中(zhong)(zhong)。


 名刀不容(rong)易(yi)生銹暫且不說,僅就腐蝕減厚而言,看上(shang)去好(hao)像耐(nai)蝕性優秀(xiu)的(de)例子也不是因為材質優秀(xiu),而且是因為環(huan)境好(hao)。


 在(zai)材質上努力提高鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)耐蝕性的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)中(zhong),如果把鐵(tie)(tie)和相當量(liang)的(de)(de)(de)(de)鉻制成合(he)金就會增加對氧的(de)(de)(de)(de)抵抗性,這(zhe)一19世(shi)紀(ji)(ji)前半葉的(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)與(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)初(chu)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)系以及奧氏體(ti)系不銹鋼的(de)(de)(de)(de)開發(fa)有聯(lian)系。


然而,提(ti)出本書所涉及(ji)的(de)(de)(de)課題-低合(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)始祖,自1900年(nian)以來一直被認為是(shi)Buck,他通(tong)過各(ge)種實(shi)驗研究證實(shi),在鋼(gang)(gang)中添加少量(liang)的(de)(de)(de)銅對減輕(qing)大(da)氣腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)非(fei)常有效的(de)(de)(de)。該研究結果與1933年(nian)U.S.Steel公司開發(fa)的(de)(de)(de)世界最早(zao)的(de)(de)(de)低合(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)(shi)鋼(gang)(gang)COR-TEN進行(xing)工業生產有聯系。


 在組成范圍內(nei),為了從本質上提高低(di)合金(jin)鋼(gang)實用環境下的(de)(de)耐蝕性,可(ke)以采(cai)用添(tian)加(jia)合金(jin)元(yuan)素(su)把(ba)鋼(gang)鐵的(de)(de)銹制成像銅綠那樣(yang)有保護性覆膜的(de)(de)方法,或者在鋼(gang)能夠鈍(dun)(dun)化的(de)(de)環境中(zhong),采(cai)用添(tian)加(jia)少量合金(jin)元(yuan)素(su)使鋼(gang)更(geng)容(rong)易鈍(dun)(dun)化的(de)(de)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。


 耐溝狀腐蝕(shi)電(dian)焊(han)鋼(gang)(gang)管(guan)其特征不是(shi)降(jiang)低腐蝕(shi)量(liang),而(er)是(shi)具(ju)有防止(zhi)在(zai)焊(han)縫上發(fa)生(sheng)腐蝕(shi)集中或局(ju)部化(hua)的特性,不是(shi)所生(sheng)成(cheng)的覆(fu)膜或銹的性質,而(er)是(shi)非金屬雜質在(zai)焊(han)接熱影響下的行為的重新(xin)組合,以及鋼(gang)(gang)自身金屬學因子的改善。


 這(zhe)(zhe)4種(zhong)低合金鋼的共同點(dian)都是(shi)日本在20世(shi)紀(ji)后半期研(yan)究開發并(bing)進(jin)入實用(yong)階段(duan),已經形(xing)成(cheng)了耐(nai)蝕(shi)金屬材料的一個領域。耐(nai)硫酸露(lu)點(dian)腐蝕(shi)鋼以及耐(nai)溝(gou)狀腐蝕(shi)電(dian)焊(han)鋼管(guan)是(shi)日本獨(du)有的鋼種(zhong),與這(zhe)(zhe)些鋼所進(jin)行的相關研(yan)究對加速(su)腐蝕(shi)科學進(jin)步(bu)的效果極大。