一、鐵的生銹
眾(zhong)所周知，在(zai)(zai)自(zi)然(ran)界存在(zai)(zai)的金(jin)(jin)屬中(zhong)，除Au（金(jin)(jin)）、Pt（鉑）等貴金(jin)(jin)屬系以游(you)離金(jin)(jin)屬狀態(tai)存在(zai)(zai)外(wai)，其他金(jin)(jin)屬，例如鐵(tie)（Fe），在(zai)(zai)自(zi)然(ran)界則系以磁鐵(tie)礦(kuang)和褐(he)鐵(tie)礦(kuang)礦(kuang)石(shi)的形(xing)式非常(chang)穩定(ding)(ding)地存在(zai)(zai)。但是(shi)，人們通過冶金(jin)(jin)，把鐵(tie)礦(kuang)石(shi)變(bian)成鋼(gang)鐵(tie)②，就是(shi)將鋼(gang)鐵(tie)從(cong)氧化鐵(tie)（礦(kuang)石(shi)）的穩定(ding)(ding)狀態(tai)變(bian)成了不(bu)穩定(ding)(ding)狀態(tai)。自(zi)然(ran)界的萬(wan)物都有(you)從(cong)不(bu)穩定(ding)(ding)態(tai)“回(hui)(hui)歸(gui)”到穩定(ding)(ding)態(tai)的強烈(lie)傾向，這(zhe)是(shi)自(zi)然(ran)規律(lv)。鋼(gang)鐵(tie)在(zai)(zai)大氣中(zhong)的生(sheng)銹就是(shi)這(zhe)種“回(hui)(hui)歸(gui)”現象的自(zi)然(ran)反映。
生銹就(jiu)是(shi)鋼(gang)鐵(tie)與(yu)大氣(qi)中的(de)(de)(de)氧作(zuo)用，在(zai)表(biao)面(mian)形成(cheng)了 沒(mei)有保(bao)護(hu)性的(de)(de)(de)疏松且易剝(bo)落的(de)(de)(de)富鐵(tie)氧化物或氫氧化物，也就(jiu)是(shi)鋼(gang)鐵(tie)又變回了“礦(kuang)石”。鐵(tie)的(de)(de)(de)生銹，是(shi)鐵(tie)在(zai)大氣(qi)中從金屬變成(cheng)的(de)(de)(de)離子化過(guo)程，是(shi)一種典(dian)型的(de)(de)(de)腐蝕現象。為(wei)了防止鋼(gang)鐵(tie)生銹（腐蝕），人們(men)只有人為(wei)地采(cai)取表(biao)面(mian)涂漆(qi)等措施，以防止大氣(qi)與(yu)鋼(gang)鐵(tie)相接觸(chu)。涂漆(qi)一旦(dan)受到(dao)破壞，鋼(gang)鐵(tie)還會繼續(xu)生銹。
二、不(bu)銹鋼為什么不(bu)生(sheng)鐵銹和(he)耐腐蝕
早期不(bu)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(yan)究表明，含鉻(ge)量≥12％后，鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有了不銹(xiu)性的(de)原因是(shi)由于表面自動(dong)形成(cheng)一種(zhong)厚(hou)度(du)非常薄 的(de)無色、透明且非常光滑的(de)一層富(fu)鉻(ge)的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)膜(mo)（示意圖(tu)見(jian)圖(tu)1.2），這(zhe)層膜(mo)的(de)形成(cheng)防止了鋼(gang)(gang)(gang)的(de)生銹(xiu)。這(zhe)層膜(mo)稱為鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)。這(zhe)層鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)的(de)形成(cheng)實(shi)際上是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)元(yuan)素把(ba)自己易形成(cheng)氧(yang)化(hua)物(wu)（鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)）保護自己的(de)特性給(gei)予(yu)了鋼(gang)(gang)(gang)的(de)結果。
進一步(bu)研究還發現，在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)酸介質(zhi)中(zhong)，例如在(zai)硝酸中(zhong)，隨鋼中(zhong)含鉻量(liang)的(de)增加，鋼的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度下降，當(dang)含鉻量(liang)達到較高含量(liang)時，此鋼便具有了耐(nai)蝕(shi)性(xing)（見圖1.3）。在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)介質(zhi)中(zhong)，不(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)原因也是由于表面(mian)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)的(de)形成。同理，鋼在(zai)酸介質(zhi)中(zhong)從(cong)(cong)不(bu)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)到耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，也稱(cheng)之為(wei)從(cong)(cong)活(huo)化(hua)(hua)(hua)過渡到鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)，從(cong)(cong)活(huo)化(hua)(hua)(hua)態變為(wei)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)態。
三、鈍(dun)化(hua)膜
研究(jiu)表明，鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)不僅很薄且無(wu)色透(tou)明并可(ke)(ke)自(zi)然形成，而且非常穩(wen)定，鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)是(shi)連(lian)續的(de)、無(wu)孔的(de)、不易溶(rong)解、質較硬(ying)且附著(zhu)力(li)強(qiang)并難以(yi)剝落的(de)一(yi)種氧化(hua)(hua)物（氫氧化(hua)(hua)物），即使在使用中受到(dao)破壞還可(ke)(ke)很快(kuai)自(zi)行修復。
研究表明(ming)，鉻鎳不銹鋼的(de)鈍化(hua)膜呈雙層結構，外層為(wei)氫(qing)氧(yang)化(hua)物或鹽酸(suan)的(de)沉積層，內層為(wei)具有防(fang)護性(xing)的(de)富鉻氧(yang)化(hua)物膜。18-8（304）鉻鎳不銹鋼的(de)鈍化(hua)膜一般為(wei)4M3O4 SiO2 H2O，M為(wei)Cr、Ni、Fe等(deng)元素。
鈍化膜的化學成分(fen)、結構和性(xing)質(zhi)隨不(bu)銹(xiu)鋼的化學成分(fen)、處(chu)理方(fang)法(fa)（冷、熱加(jia)工，熱處(chu)理，拋光，酸(suan)洗和表面加(jia)工等）的不(bu)同以及(ji)使用環境的差異(yi)也有所不(bu)同。
研(yan)究還表明(ming)，隨鋼中(zhong)含(han)鉻(ge)量的增加，鋼的鈍化(hua)膜(mo)會(hui)從晶態(tai)膜(mo)變(bian)為非晶態(tai)膜(mo)（見表1.1）。由于非晶態(tai)膜(mo)缺陷少，結構(gou)表面均勻(yun)，鉻(ge)元素更(geng)(geng)易(yi)富集，所以較普通晶態(tai)膜(mo)具有更(geng)(geng)高的強度和耐蝕(shi)性。
