一、鐵的生銹
眾所周(zhou)知，在自然(ran)(ran)界(jie)存(cun)(cun)在的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)，除Au（金(jin)(jin)）、Pt（鉑）等(deng)貴金(jin)(jin)屬(shu)系(xi)以(yi)游(you)離(li)金(jin)(jin)屬(shu)狀態存(cun)(cun)在外(wai)，其他金(jin)(jin)屬(shu)，例(li)如鐵（Fe），在自然(ran)(ran)界(jie)則系(xi)以(yi)磁鐵礦(kuang)和褐(he)鐵礦(kuang)礦(kuang)石的(de)(de)形式非常穩(wen)(wen)定地存(cun)(cun)在。但是(shi)，人們(men)通過冶(ye)金(jin)(jin)，把鐵礦(kuang)石變成(cheng)鋼鐵②，就(jiu)(jiu)是(shi)將鋼鐵從氧化鐵（礦(kuang)石）的(de)(de)穩(wen)(wen)定狀態變成(cheng)了(le)不穩(wen)(wen)定狀態。自然(ran)(ran)界(jie)的(de)(de)萬物都有從不穩(wen)(wen)定態“回歸(gui)”到穩(wen)(wen)定態的(de)(de)強烈(lie)傾向，這(zhe)是(shi)自然(ran)(ran)規律。鋼鐵在大氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)生銹就(jiu)(jiu)是(shi)這(zhe)種“回歸(gui)”現象的(de)(de)自然(ran)(ran)反映(ying)。
生(sheng)銹就(jiu)是鋼(gang)鐵(tie)與大氣中的(de)氧作用，在表面(mian)形成(cheng)了(le) 沒有(you)(you)保護性的(de)疏松(song)且易剝(bo)落的(de)富鐵(tie)氧化(hua)物(wu)或氫氧化(hua)物(wu)，也就(jiu)是鋼(gang)鐵(tie)又變回了(le)“礦石”。鐵(tie)的(de)生(sheng)銹，是鐵(tie)在大氣中從金屬變成(cheng)的(de)離(li)子化(hua)過程，是一(yi)種典(dian)型的(de)腐(fu)蝕現象(xiang)。為(wei)(wei)了(le)防(fang)止(zhi)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)銹（腐(fu)蝕），人們(men)只有(you)(you)人為(wei)(wei)地采取(qu)表面(mian)涂(tu)漆等措施，以(yi)防(fang)止(zhi)大氣與鋼(gang)鐵(tie)相接觸。涂(tu)漆一(yi)旦受到破壞，鋼(gang)鐵(tie)還會繼續生(sheng)銹。
二(er)、不(bu)(bu)銹鋼(gang)為什么(me)不(bu)(bu)生鐵(tie)銹和耐腐蝕(shi)
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(ming)，含鉻(ge)量≥12％后(hou)，鋼(gang)(gang)具有了(le)不(bu)銹性的(de)(de)原因是由于表面自動形(xing)成(cheng)一(yi)種厚度(du)非常薄 的(de)(de)無色、透(tou)明(ming)且非常光滑的(de)(de)一(yi)層(ceng)富鉻(ge)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物膜（示意圖(tu)見(jian)圖(tu)1.2），這層(ceng)膜的(de)(de)形(xing)成(cheng)防止了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)生(sheng)銹。這層(ceng)膜稱為鈍化(hua)(hua)膜。這層(ceng)鈍化(hua)(hua)膜的(de)(de)形(xing)成(cheng)實際上(shang)是鋼(gang)(gang)中鉻(ge)元素把自己易形(xing)成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物（鈍化(hua)(hua)膜）保護自己的(de)(de)特(te)性給予了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)結果。
進(jin)一步研究還(huan)發現(xian)，在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)性酸(suan)(suan)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)，例(li)如在(zai)硝酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)，隨鋼中(zhong)(zhong)含(han)(han)鉻量的增(zeng)加，鋼的腐(fu)(fu)蝕速度(du)下降，當含(han)(han)鉻量達到較高(gao)含(han)(han)量時，此(ci)鋼便具有了(le)耐(nai)(nai)(nai)蝕性（見圖1.3）。在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)性介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)，不銹鋼耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕的原因也(ye)是由(you)于表面鈍化(hua)(hua)膜的形成。同理，鋼在(zai)酸(suan)(suan)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)從不耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕到耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕，也(ye)稱之為(wei)從活化(hua)(hua)過(guo)渡(du)到鈍化(hua)(hua)，從活化(hua)(hua)態變(bian)為(wei)鈍化(hua)(hua)態。
三、鈍化膜
研(yan)究(jiu)表明(ming)(ming)，鈍化(hua)膜不僅很薄且無色(se)透明(ming)(ming)并(bing)可自然形成，而且非(fei)常穩定，鈍化(hua)膜是連續的、無孔的、不易溶解、質較(jiao)硬且附著(zhu)力強并(bing)難(nan)以剝落(luo)的一種氧化(hua)物(wu)（氫(qing)氧化(hua)物(wu)），即使在使用中受到破壞還可很快自行(xing)修復。
研究表明，鉻鎳不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化膜呈(cheng)雙層(ceng)(ceng)結(jie)構，外(wai)層(ceng)(ceng)為(wei)(wei)氫氧(yang)(yang)化物或鹽(yan)酸的(de)(de)沉積(ji)層(ceng)(ceng)，內層(ceng)(ceng)為(wei)(wei)具(ju)有防護(hu)性(xing)的(de)(de)富鉻氧(yang)(yang)化物膜。18-8（304）鉻鎳不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化膜一般為(wei)(wei)4M3O4 SiO2 H2O，M為(wei)(wei)Cr、Ni、Fe等(deng)元素。
鈍化(hua)膜的化(hua)學(xue)成分(fen)、結構和(he)(he)性(xing)質隨不銹(xiu)鋼的化(hua)學(xue)成分(fen)、處理(li)方法（冷、熱(re)加(jia)工(gong)，熱(re)處理(li)，拋光(guang)，酸(suan)洗和(he)(he)表面加(jia)工(gong)等）的不同(tong)(tong)以及(ji)使用環境的差異也有(you)所不同(tong)(tong)。
研究(jiu)還表(biao)明，隨(sui)鋼(gang)中含鉻(ge)量的增加，鋼(gang)的鈍(dun)化膜會從(cong)晶態膜變為非(fei)晶態膜（見(jian)表(biao)1.1）。由于非(fei)晶態膜缺陷少，結構表(biao)面(mian)均勻，鉻(ge)元素(su)更(geng)易富集，所(suo)以較普(pu)通晶態膜具有更(geng)高(gao)的強度和耐蝕性。
