一(yi)、鐵(tie)的生銹(xiu)
眾(zhong)所周(zhou)知，在(zai)自(zi)然(ran)界存(cun)在(zai)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)中，除(chu)Au（金(jin)(jin)）、Pt（鉑）等貴金(jin)(jin)屬(shu)系以(yi)游離金(jin)(jin)屬(shu)狀(zhuang)態存(cun)在(zai)外，其他金(jin)(jin)屬(shu)，例如鐵（Fe），在(zai)自(zi)然(ran)界則(ze)系以(yi)磁鐵礦(kuang)和褐鐵礦(kuang)礦(kuang)石(shi)的(de)形式非常穩定(ding)地(di)存(cun)在(zai)。但是(shi)，人們通過冶金(jin)(jin)，把鐵礦(kuang)石(shi)變成鋼(gang)鐵②，就是(shi)將鋼(gang)鐵從(cong)氧化鐵（礦(kuang)石(shi)）的(de)穩定(ding)狀(zhuang)態變成了不(bu)穩定(ding)狀(zhuang)態。自(zi)然(ran)界的(de)萬(wan)物都有(you)從(cong)不(bu)穩定(ding)態“回歸(gui)”到穩定(ding)態的(de)強烈傾(qing)向，這(zhe)是(shi)自(zi)然(ran)規律(lv)。鋼(gang)鐵在(zai)大氣中的(de)生銹就是(shi)這(zhe)種“回歸(gui)”現象的(de)自(zi)然(ran)反映。
生銹就是(shi)(shi)鋼鐵(tie)與(yu)大氣(qi)中(zhong)的(de)氧作用，在表(biao)面形成(cheng)了 沒有保護性的(de)疏松且(qie)易剝(bo)落的(de)富鐵(tie)氧化物(wu)或氫氧化物(wu)，也(ye)就是(shi)(shi)鋼鐵(tie)又(you)變回了“礦石(shi)”。鐵(tie)的(de)生銹，是(shi)(shi)鐵(tie)在大氣(qi)中(zhong)從金(jin)屬變成(cheng)的(de)離子化過程，是(shi)(shi)一種典型的(de)腐蝕(shi)現象(xiang)。為了防止鋼鐵(tie)生銹（腐蝕(shi)），人們只(zhi)有人為地采取表(biao)面涂漆等措施，以(yi)防止大氣(qi)與(yu)鋼鐵(tie)相(xiang)接觸。涂漆一旦受到破壞，鋼鐵(tie)還會繼續生銹。
二、不銹鋼為什么不生(sheng)鐵銹和(he)耐(nai)腐蝕
早期不銹鋼(gang)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。
研究表(biao)明，含鉻量(liang)≥12％后，鋼(gang)(gang)具有了(le)(le)不(bu)銹性的(de)(de)(de)(de)原因是(shi)由于表(biao)面自動形(xing)成(cheng)一(yi)種厚度非常薄 的(de)(de)(de)(de)無色、透明且非常光滑的(de)(de)(de)(de)一(yi)層富鉻的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物膜(mo)（示意圖(tu)(tu)見(jian)圖(tu)(tu)1.2），這(zhe)層膜(mo)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)防止(zhi)了(le)(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)生銹。這(zhe)層膜(mo)稱為鈍化膜(mo)。這(zhe)層鈍化膜(mo)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)實際上是(shi)鋼(gang)(gang)中鉻元素把自己易形(xing)成(cheng)氧(yang)化物（鈍化膜(mo)）保護自己的(de)(de)(de)(de)特性給予了(le)(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)結果。
進(jin)一(yi)步研究還發現，在(zai)(zai)氧化性(xing)(xing)酸(suan)介質中(zhong)(zhong)，例如在(zai)(zai)硝酸(suan)中(zhong)(zhong)，隨鋼(gang)中(zhong)(zhong)含鉻量的增加，鋼(gang)的腐蝕(shi)(shi)速度下降，當含鉻量達到較高含量時，此鋼(gang)便具(ju)有了耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)（見(jian)圖1.3）。在(zai)(zai)氧化性(xing)(xing)介質中(zhong)(zhong)，不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的原因也是由于表面鈍化膜的形成(cheng)。同理，鋼(gang)在(zai)(zai)酸(suan)介質中(zhong)(zhong)從(cong)不(bu)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)到耐(nai)腐蝕(shi)(shi)，也稱(cheng)之(zhi)為從(cong)活(huo)化過渡到鈍化，從(cong)活(huo)化態變(bian)為鈍化態。
三、鈍(dun)化膜
研究表明，鈍(dun)化膜不僅很薄且無(wu)色透明并可自然形成，而且非常穩定，鈍(dun)化膜是連續的、無(wu)孔的、不易(yi)溶(rong)解、質較硬且附著力強并難以剝落的一種(zhong)氧化物（氫氧化物），即使在使用中受到破壞還可很快自行修(xiu)復。
研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，鉻(ge)鎳(nie)(nie)不銹鋼(gang)的(de)鈍化(hua)膜(mo)呈(cheng)雙層(ceng)(ceng)結構，外層(ceng)(ceng)為氫氧化(hua)物(wu)或鹽(yan)酸的(de)沉(chen)積(ji)層(ceng)(ceng)，內層(ceng)(ceng)為具有防護(hu)性的(de)富(fu)鉻(ge)氧化(hua)物(wu)膜(mo)。18-8（304）鉻(ge)鎳(nie)(nie)不銹鋼(gang)的(de)鈍化(hua)膜(mo)一般為4M3O4 SiO2 H2O，M為Cr、Ni、Fe等(deng)元素。
鈍(dun)化膜(mo)的化學(xue)成分、結(jie)構(gou)和性質隨不(bu)銹鋼的化學(xue)成分、處理(li)方(fang)法（冷(leng)、熱加工(gong)，熱處理(li)，拋光(guang)，酸洗和表面加工(gong)等）的不(bu)同以及使用環境的差異(yi)也有所不(bu)同。
研究還表(biao)明，隨鋼中含鉻(ge)量的增(zeng)加，鋼的鈍化膜(mo)會從(cong)晶(jing)態(tai)膜(mo)變(bian)為非晶(jing)態(tai)膜(mo)（見表(biao)1.1）。由于(yu)非晶(jing)態(tai)膜(mo)缺陷少，結構表(biao)面(mian)均(jun)勻，鉻(ge)元素更易富(fu)集，所以較普通晶(jing)態(tai)膜(mo)具(ju)有更高(gao)的強(qiang)度(du)和耐蝕性。
