首先描述一下成為基礎銹的特征,為了描述大氣中所生成銹的特征,X射線衍射是最方便而有效的方法。大氣中生成的鐵銹用X射線衍射測定,其主要成分是a-FeOOH(針鐵礦)和γ-FeOOH(纖鐵礦)的堿式氫氧化鐵及Fe3O4(磁鐵礦)。除此之外,還存在20%~75%X射線非晶質(無定形)銹(參照卷末資料3、表1)。
由于大氣環境不同,這些成分的含量不同。工業地區Fe3O4少,α及γ的FeOOH多。在SO.形成硫酸起作用的環境里,認為促進了從γ-FeOOH向α-FeOOH的變態。臨海地區Fe3O4多,除了α及γ的FeOOH外,通過氯化物離子的作用生成β-FeOOH(赤金礦)。
1967年(昭和42年),岡田等認為在鄰接耐候鋼銹層的基體部位生成了連續性好的非晶質層,它的連續性比碳素鋼好,具有優秀的耐候性。從那以后,鐵銹中的非晶質成分成為了在論述耐候鋼銹上的中心內容。岡田等根據恒電流在還原這種成分時,Fe3O4同樣能在-930~-950mV(SCE)被還原的事實,認為它是X射線非晶質的尖晶石型氧化物。
以(yi)后確立了使用紅外(wai)線(xian)光(guang)譜、拉曼(man)光(guang)譜等進行銹的解析方法,有(you)很多(duo)人研究過非晶(jing)質銹的結構。例如(ru),1974年(昭和(he)49年),三澤(ze)等用紅外(wai)線(xian)光(guang)譜法確定非晶(jing)質的銹是無定形堿式氫氧化鐵(tie)FeO,(OH)2-3x(x=0.4);1983年(昭和(he)58年),Keiser等用拉曼(man)光(guang)譜法把它定為8-FeOOH.關(guan)于這(zhe)些(xie)問題(ti)將在(zai)2.3.4節詳細(xi)敘述(shu)。
本章想要(yao)(yao)提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題不是(shi)銹(xiu)特(te)性描述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本身,而(er)是(shi)能賦予耐(nai)候鋼特(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)是(shi)哪種銹(xiu),有(you)效添加元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用是(shi)什(shen)么,怎樣(yang)(yang)生成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)?關于這些問(wen)題在(zai)下一(yi)節(jie)涉及,關于非晶質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)也將在(zai)2.3.4節(jie)敘述(shu),然而(er)有(you)關鐵銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類或(huo)生成過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究成果,因為已有(you)三澤執筆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優秀總(zong)論,請(qing)參考書后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資料4。如三澤等所指(zhi)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)那樣(yang)(yang),只要(yao)(yao)用X射線(xian)衍射或(huo)紅外(wai)線(xian)光譜(pu)法進行(xing)檢驗,所鑒定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質耐(nai)候鋼和(he)碳(tan)素鋼在(zai)本質上是(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de),不能夠成為表示前者有(you)優秀耐(nai)候性結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據。能夠成為證(zheng)據的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)內層銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)連續性,在(zai)這方面(mian)發(fa)現兩者有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)。
另一方面,在分析(xi)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)中(zhong)含(han)有(you)的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)時,耐(nai)(nai)候(hou)鋼的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)中(zhong)當然含(han)有(you)添加的(de)(de)合金(jin)元(yuan)素(su)(su)。可是(shi),Copson 把含(han)有(you)最大0.5%Cu的(de)(de)鋼及(ji)含(han)有(you)最大3.23%Ni的(de)(de)鋼在工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)地(di)區(qu)(qu)經(jing)過1~3年暴(bao)曬試驗后(hou)的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)化(hua)(hua)學(xue)分析(xi)的(de)(de)結果,以及(ji)松島(dao)等把耐(nai)(nai)候(hou)鋼在工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)地(di)區(qu)(qu)經(jing)過1年暴(bao)曬試驗后(hou)的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)化(hua)(hua)學(xue)分析(xi)的(de)(de)結果表明(ming),無論浮銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)或(huo)黏附(fu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)在平(ping)均成分范圍內(nei)合金(jin)元(yuan)素(su)(su)對鐵(tie)的(de)(de)濃度(du)比(bi)與基體鐵(tie)相同,沒有(you)發現(xian)濃縮。岡田等把工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)地(di)區(qu)(qu)經(jing)過5年暴(bao)曬的(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)斷面用EPMA 進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)面分析(xi)及(ji)線分析(xi)的(de)(de)結果證明(ming),Cu、Cr、P在外層(ceng)(ceng)(ceng)幾乎不(bu)存(cun)在,反(fan)而存(cun)在于(yu)(yu)內(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)非晶(jing)質層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong),其濃度(du)既有(you)與基體鐵(tie)相同的(de)(de)部(bu)位(wei),也有(you)高于(yu)(yu)基體鐵(tie)的(de)(de)部(bu)位(wei)。最近三(san)澤等研究了(le)在工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)地(di)區(qu)(qu)經(jing)過26年暴(bao)曬的(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼,其內(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)濃縮元(yuan)素(su)(su)只有(you)鉻。
合金元(yuan)素在(zai)(zai)銹(xiu)中(zhong)濃縮(suo),其(qi)(qi)濃度(du)高于基(ji)體鐵,這一說法(fa)是被普遍認同的(de)(de),雖然對于致密銹(xiu)還(huan)不能(neng)斷言(yan),然而(er)一般認為與(yu)外層銹(xiu)相比(bi)多(duo)存在(zai)(zai)于非(fei)(fei)晶質(zhi)銹(xiu)中(zhong),并認為它們對非(fei)(fei)晶質(zhi)銹(xiu)的(de)(de)形成(cheng)做出了(le)(le)某種(zhong)貢獻。因(yin)為非(fei)(fei)晶質(zhi)銹(xiu)在(zai)(zai)碳(tan)素鋼(gang)中(zhong)也有同樣程度(du)的(de)(de)生成(cheng),所(suo)以認為與(yu)其(qi)(qi)說生成(cheng)非(fei)(fei)晶質(zhi)銹(xiu)還(huan)不如(ru)說對連(lian)續銹(xiu)層的(de)(de)形成(cheng)起了(le)(le)作(zuo)用(yong)更為妥當(dang).關于該問題將在(zai)(zai)進行敘述。

