一、鐵的生銹
眾所周知(zhi)，在(zai)自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)界存在(zai)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬中，除(chu)Au（金(jin)(jin)(jin)(jin)）、Pt（鉑）等貴金(jin)(jin)(jin)(jin)屬系以(yi)游離(li)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬狀態(tai)存在(zai)外(wai)，其他金(jin)(jin)(jin)(jin)屬，例如(ru)鐵(tie)（Fe），在(zai)自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)界則系以(yi)磁(ci)鐵(tie)礦和褐鐵(tie)礦礦石(shi)的(de)(de)(de)形(xing)式非(fei)常穩(wen)(wen)定(ding)(ding)地存在(zai)。但是(shi)(shi)(shi)，人們通過冶金(jin)(jin)(jin)(jin)，把(ba)鐵(tie)礦石(shi)變成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)②，就是(shi)(shi)(shi)將(jiang)鋼(gang)(gang)鐵(tie)從氧化(hua)鐵(tie)（礦石(shi)）的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)狀態(tai)變成(cheng)了(le)不(bu)(bu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)狀態(tai)。自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)界的(de)(de)(de)萬物都有從不(bu)(bu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)態(tai)“回歸”到穩(wen)(wen)定(ding)(ding)態(tai)的(de)(de)(de)強烈傾向，這是(shi)(shi)(shi)自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)規(gui)律(lv)。鋼(gang)(gang)鐵(tie)在(zai)大(da)氣中的(de)(de)(de)生銹就是(shi)(shi)(shi)這種(zhong)“回歸”現象的(de)(de)(de)自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)反映。
生(sheng)銹就(jiu)是鋼(gang)鐵(tie)與大氣中(zhong)的氧作(zuo)用，在(zai)(zai)表面(mian)形成了(le) 沒有(you)保護性的疏松且易剝落(luo)的富鐵(tie)氧化物(wu)或氫氧化物(wu)，也就(jiu)是鋼(gang)鐵(tie)又變回了(le)“礦石”。鐵(tie)的生(sheng)銹，是鐵(tie)在(zai)(zai)大氣中(zhong)從金屬變成的離子化過程，是一種(zhong)典型的腐蝕現象。為了(le)防止鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)銹（腐蝕），人們只有(you)人為地采取表面(mian)涂漆(qi)(qi)等措施(shi)，以(yi)防止大氣與鋼(gang)鐵(tie)相(xiang)接觸。涂漆(qi)(qi)一旦受到(dao)破壞，鋼(gang)鐵(tie)還會(hui)繼續生(sheng)銹。
二、不銹鋼為(wei)什么(me)不生鐵銹和耐腐(fu)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。
研究表明，含鉻量(liang)≥12％后，鋼(gang)具有(you)了(le)不銹性(xing)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因是(shi)由(you)于表面(mian)自(zi)動(dong)形(xing)成一(yi)種厚度非(fei)常薄 的(de)(de)(de)(de)無色、透明且非(fei)常光滑的(de)(de)(de)(de)一(yi)層(ceng)富鉻的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物膜(mo)(mo)（示意圖(tu)見圖(tu)1.2），這(zhe)層(ceng)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成防(fang)止(zhi)了(le)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)生銹。這(zhe)層(ceng)膜(mo)(mo)稱(cheng)為(wei)鈍(dun)化膜(mo)(mo)。這(zhe)層(ceng)鈍(dun)化膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成實際(ji)上是(shi)鋼(gang)中鉻元素把自(zi)己(ji)易(yi)形(xing)成氧(yang)化物（鈍(dun)化膜(mo)(mo)）保(bao)護自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)給予了(le)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)結果。
進一步研究還(huan)發(fa)現，在氧化(hua)性酸介(jie)質(zhi)中，例(li)如在硝酸中，隨鋼(gang)(gang)中含(han)鉻量的增加(jia)，鋼(gang)(gang)的腐蝕(shi)(shi)速(su)度下降，當含(han)鉻量達到較高含(han)量時，此鋼(gang)(gang)便具有了耐(nai)蝕(shi)(shi)性（見圖1.3）。在氧化(hua)性介(jie)質(zhi)中，不銹鋼(gang)(gang)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的原因也(ye)是由(you)于表(biao)面(mian)鈍(dun)化(hua)膜的形成。同(tong)理(li)，鋼(gang)(gang)在酸介(jie)質(zhi)中從(cong)不耐(nai)腐蝕(shi)(shi)到耐(nai)腐蝕(shi)(shi)，也(ye)稱之為從(cong)活化(hua)過渡(du)到鈍(dun)化(hua)，從(cong)活化(hua)態變為鈍(dun)化(hua)態。
三、鈍化膜
研究(jiu)表(biao)明，鈍(dun)化(hua)膜不(bu)僅(jin)很(hen)薄(bo)且無色透明并可(ke)(ke)自然形(xing)成，而且非(fei)常(chang)穩定(ding)，鈍(dun)化(hua)膜是連續的(de)、無孔的(de)、不(bu)易(yi)溶解、質較硬(ying)且附(fu)著力強并難(nan)以剝落的(de)一種氧化(hua)物（氫氧化(hua)物），即使在使用中受到破壞還可(ke)(ke)很(hen)快自行(xing)修復(fu)。
研究表明，鉻(ge)鎳(nie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)鈍化(hua)膜(mo)呈雙層結構(gou)，外層為(wei)氫氧化(hua)物或鹽酸(suan)的(de)(de)沉積層，內層為(wei)具有防護性的(de)(de)富鉻(ge)氧化(hua)物膜(mo)。18-8（304）鉻(ge)鎳(nie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)鈍化(hua)膜(mo)一般為(wei)4M3O4 SiO2 H2O，M為(wei)Cr、Ni、Fe等元素。
鈍化(hua)膜(mo)的化(hua)學成(cheng)分、結構和性質隨不銹鋼(gang)的化(hua)學成(cheng)分、處理方法（冷、熱加(jia)工(gong)，熱處理，拋光，酸洗(xi)和表面加(jia)工(gong)等）的不同(tong)以(yi)及使用環(huan)境的差(cha)異也有所不同(tong)。
研(yan)究還表(biao)明，隨(sui)鋼(gang)中(zhong)含(han)鉻量的(de)增加，鋼(gang)的(de)鈍化膜會(hui)從晶態(tai)膜變為非(fei)晶態(tai)膜（見表(biao)1.1）。由于(yu)非(fei)晶態(tai)膜缺陷(xian)少(shao)，結構表(biao)面均勻，鉻元(yuan)素(su)更(geng)易富集，所以(yi)較普通晶態(tai)膜具有更(geng)高的(de)強度和耐蝕性。
