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。


 以后確立了使(shi)用紅(hong)外(wai)線光(guang)(guang)譜(pu)、拉曼光(guang)(guang)譜(pu)等進行銹的解析方法(fa),有很(hen)多人研究過非(fei)晶質(zhi)銹的結構。例(li)如(ru),1974年(昭和49年),三澤等用紅(hong)外(wai)線光(guang)(guang)譜(pu)法(fa)確定(ding)(ding)(ding)非(fei)晶質(zhi)的銹是無(wu)定(ding)(ding)(ding)形堿式氫氧化鐵(tie)FeO,(OH)2-3x(x=0.4);1983年(昭和58年),Keiser等用拉曼光(guang)(guang)譜(pu)法(fa)把它定(ding)(ding)(ding)為8-FeOOH.關于(yu)這(zhe)些問題將在(zai)2.3.4節詳細敘述。


 本(ben)章想要(yao)提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)問題不(bu)是(shi)(shi)銹(xiu)特(te)(te)性描述的(de)(de)(de)本(ben)身,而是(shi)(shi)能(neng)(neng)賦予耐(nai)候鋼(gang)特(te)(te)征的(de)(de)(de)銹(xiu)是(shi)(shi)哪種(zhong)銹(xiu),有(you)效添加元素的(de)(de)(de)作用(yong)是(shi)(shi)什么,怎樣生成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)?關(guan)(guan)于這些(xie)問題在下一節涉及,關(guan)(guan)于非晶質(zhi)的(de)(de)(de)銹(xiu)也(ye)將在2.3.4節敘述,然而有(you)關(guan)(guan)鐵(tie)銹(xiu)的(de)(de)(de)種(zhong)類(lei)或生成(cheng)(cheng)過程的(de)(de)(de)更(geng)廣泛的(de)(de)(de)研究成(cheng)(cheng)果,因為已有(you)三澤執(zhi)筆(bi)的(de)(de)(de)優秀總論(lun),請參考書后的(de)(de)(de)資料(liao)4。如三澤等所指(zhi)出(chu)的(de)(de)(de)那(nei)樣,只要(yao)用(yong)X射線(xian)衍(yan)射或紅外(wai)線(xian)光(guang)譜法進(jin)行檢(jian)驗,所鑒定(ding)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)耐(nai)候鋼(gang)和碳素鋼(gang)在本(ben)質(zhi)上是(shi)(shi)相同的(de)(de)(de),不(bu)能(neng)(neng)夠(gou)成(cheng)(cheng)為表示前者有(you)優秀耐(nai)候性結構的(de)(de)(de)證據(ju)。能(neng)(neng)夠(gou)成(cheng)(cheng)為證據(ju)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)內層銹(xiu)的(de)(de)(de)連續性,在這方面發現兩者有(you)很大的(de)(de)(de)差異。


 另一方面,在(zai)(zai)分(fen)(fen)析(xi)銹(xiu)中含(han)有(you)的(de)(de)(de)元素(su)(su)時,耐(nai)候(hou)(hou)鋼的(de)(de)(de)銹(xiu)中當然含(han)有(you)添(tian)加的(de)(de)(de)合(he)金(jin)元素(su)(su)。可(ke)是,Copson 把(ba)含(han)有(you)最大0.5%Cu的(de)(de)(de)鋼及含(han)有(you)最大3.23%Ni的(de)(de)(de)鋼在(zai)(zai)工業(ye)地(di)(di)區(qu)經過1~3年(nian)暴(bao)(bao)曬試(shi)驗(yan)后的(de)(de)(de)銹(xiu)進(jin)行(xing)化(hua)學分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)結果(guo),以及松島等(deng)把(ba)耐(nai)候(hou)(hou)鋼在(zai)(zai)工業(ye)地(di)(di)區(qu)經過1年(nian)暴(bao)(bao)曬試(shi)驗(yan)后的(de)(de)(de)銹(xiu)進(jin)行(xing)化(hua)學分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)明,無論(lun)浮銹(xiu)或黏附銹(xiu)在(zai)(zai)平均成分(fen)(fen)范圍內(nei)(nei)合(he)金(jin)元素(su)(su)對鐵(tie)的(de)(de)(de)濃度比與基體鐵(tie)相同(tong),沒有(you)發(fa)現(xian)濃縮。岡田等(deng)把(ba)工業(ye)地(di)(di)區(qu)經過5年(nian)暴(bao)(bao)曬的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼銹(xiu)層斷(duan)面用EPMA 進(jin)行(xing)面分(fen)(fen)析(xi)及線分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)結果(guo)證明,Cu、Cr、P在(zai)(zai)外層幾乎不(bu)存(cun)在(zai)(zai),反而存(cun)在(zai)(zai)于(yu)內(nei)(nei)層的(de)(de)(de)非晶質層中,其濃度既有(you)與基體鐵(tie)相同(tong)的(de)(de)(de)部位,也有(you)高于(yu)基體鐵(tie)的(de)(de)(de)部位。最近三澤等(deng)研(yan)究了在(zai)(zai)工業(ye)地(di)(di)區(qu)經過26年(nian)暴(bao)(bao)曬的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼,其內(nei)(nei)層濃縮元素(su)(su)只(zhi)有(you)鉻。


 合(he)金元(yuan)素在(zai)(zai)銹(xiu)中(zhong)濃(nong)縮,其(qi)濃(nong)度(du)高于(yu)(yu)基(ji)體鐵,這(zhe)一說法是(shi)被普遍認同的(de),雖(sui)然(ran)對(dui)于(yu)(yu)致密銹(xiu)還不能斷(duan)言(yan),然(ran)而一般認為與(yu)外層銹(xiu)相比多存(cun)在(zai)(zai)于(yu)(yu)非(fei)晶(jing)質(zhi)銹(xiu)中(zhong),并認為它們對(dui)非(fei)晶(jing)質(zhi)銹(xiu)的(de)形成做出了某種(zhong)貢獻。因為非(fei)晶(jing)質(zhi)銹(xiu)在(zai)(zai)碳素鋼中(zhong)也有同樣程度(du)的(de)生成,所以認為與(yu)其(qi)說生成非(fei)晶(jing)質(zhi)銹(xiu)還不如說對(dui)連續(xu)銹(xiu)層的(de)形成起了作(zuo)用更為妥當(dang).關于(yu)(yu)該問題將(jiang)在(zai)(zai)進行敘(xu)述。