一、鐵的生銹
眾所周知，在自(zi)(zi)然界存在的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)中，除Au（金(jin)(jin)(jin)(jin)）、Pt（鉑(bo)）等貴(gui)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)系以游(you)離金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)狀(zhuang)態(tai)存在外，其(qi)他金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)，例如鐵(tie)(tie)（Fe），在自(zi)(zi)然界則系以磁(ci)鐵(tie)(tie)礦(kuang)和褐(he)鐵(tie)(tie)礦(kuang)礦(kuang)石的(de)(de)(de)形式非(fei)常穩(wen)定(ding)地存在。但是，人們通過冶金(jin)(jin)(jin)(jin)，把(ba)鐵(tie)(tie)礦(kuang)石變成(cheng)鋼(gang)鐵(tie)(tie)②，就是將鋼(gang)鐵(tie)(tie)從氧化鐵(tie)(tie)（礦(kuang)石）的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)變成(cheng)了不(bu)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)。自(zi)(zi)然界的(de)(de)(de)萬物都有從不(bu)穩(wen)定(ding)態(tai)“回歸”到(dao)穩(wen)定(ding)態(tai)的(de)(de)(de)強(qiang)烈傾向，這(zhe)是自(zi)(zi)然規律。鋼(gang)鐵(tie)(tie)在大氣中的(de)(de)(de)生銹(xiu)就是這(zhe)種“回歸”現象的(de)(de)(de)自(zi)(zi)然反(fan)映。
生(sheng)銹(xiu)就(jiu)(jiu)是鋼鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)大(da)氣(qi)(qi)中(zhong)的氧(yang)(yang)作(zuo)用，在(zai)表面(mian)形成(cheng)了(le)(le) 沒有保護性(xing)的疏松且易剝落的富鐵(tie)(tie)(tie)氧(yang)(yang)化(hua)物或氫氧(yang)(yang)化(hua)物，也就(jiu)(jiu)是鋼鐵(tie)(tie)(tie)又(you)變(bian)回(hui)了(le)(le)“礦石”。鐵(tie)(tie)(tie)的生(sheng)銹(xiu)，是鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)大(da)氣(qi)(qi)中(zhong)從(cong)金屬變(bian)成(cheng)的離子化(hua)過程(cheng)，是一(yi)種典型的腐(fu)蝕現象。為了(le)(le)防(fang)(fang)止鋼鐵(tie)(tie)(tie)生(sheng)銹(xiu)（腐(fu)蝕），人們只(zhi)有人為地(di)采取表面(mian)涂漆等措施(shi)，以防(fang)(fang)止大(da)氣(qi)(qi)與(yu)鋼鐵(tie)(tie)(tie)相接觸。涂漆一(yi)旦受(shou)到破壞，鋼鐵(tie)(tie)(tie)還(huan)會繼(ji)續生(sheng)銹(xiu)。
二、不(bu)銹鋼為什么不(bu)生鐵(tie)銹和耐腐蝕
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)具(ju)有了不銹性的(de)(de)原因是(shi)由于表面自(zi)動形(xing)(xing)(xing)成一種厚(hou)度非(fei)常(chang)薄 的(de)(de)無色、透明且(qie)非(fei)常(chang)光滑的(de)(de)一層富鉻(ge)的(de)(de)氧化(hua)(hua)物(wu)膜(mo)（示意圖見圖1.2），這(zhe)層膜(mo)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成防止了鋼(gang)的(de)(de)生銹。這(zhe)層膜(mo)稱為鈍化(hua)(hua)膜(mo)。這(zhe)層鈍化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成實際上是(shi)鋼(gang)中鉻(ge)元素把自(zi)己易形(xing)(xing)(xing)成氧化(hua)(hua)物(wu)（鈍化(hua)(hua)膜(mo)）保護自(zi)己的(de)(de)特性給(gei)予(yu)了鋼(gang)的(de)(de)結果。
進一步(bu)研究還發(fa)現，在氧化(hua)(hua)性酸(suan)介(jie)質中，例如在硝(xiao)酸(suan)中，隨鋼(gang)(gang)中含(han)(han)鉻量的(de)增加，鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速度下(xia)降，當含(han)(han)鉻量達到(dao)較高含(han)(han)量時(shi)，此鋼(gang)(gang)便具有了耐(nai)蝕(shi)(shi)性（見圖1.3）。在氧化(hua)(hua)性介(jie)質中，不銹鋼(gang)(gang)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)原(yuan)因也(ye)是由于表面鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)形成。同(tong)理(li)，鋼(gang)(gang)在酸(suan)介(jie)質中從(cong)(cong)不耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)到(dao)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)，也(ye)稱之為從(cong)(cong)活化(hua)(hua)過渡到(dao)鈍(dun)化(hua)(hua)，從(cong)(cong)活化(hua)(hua)態變為鈍(dun)化(hua)(hua)態。
三、鈍化膜
研究表明，鈍(dun)(dun)化膜不僅很(hen)薄且(qie)無色透明并可自(zi)然(ran)形成，而(er)且(qie)非常穩定(ding)，鈍(dun)(dun)化膜是連續的(de)、無孔的(de)、不易溶解、質較硬且(qie)附(fu)著力強并難以剝落的(de)一種氧化物（氫氧化物），即使在使用中(zhong)受到(dao)破(po)壞還可很(hen)快自(zi)行修復。
研究(jiu)表明，鉻鎳(nie)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜呈雙層(ceng)結構，外層(ceng)為(wei)氫(qing)氧化(hua)物或鹽酸(suan)的(de)(de)沉(chen)積(ji)層(ceng)，內(nei)層(ceng)為(wei)具有(you)防護性的(de)(de)富鉻氧化(hua)物膜。18-8（304）鉻鎳(nie)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜一般為(wei)4M3O4 SiO2 H2O，M為(wei)Cr、Ni、Fe等元素(su)。
鈍(dun)化(hua)膜(mo)的化(hua)學成(cheng)分(fen)、結構和性質隨(sui)不(bu)(bu)銹鋼的化(hua)學成(cheng)分(fen)、處(chu)理方法（冷、熱加工，熱處(chu)理，拋光，酸洗和表面加工等）的不(bu)(bu)同(tong)以及使用(yong)環境的差異也有所不(bu)(bu)同(tong)。
研(yan)究還表(biao)明，隨鋼中含(han)鉻量的增加，鋼的鈍化(hua)膜(mo)會從晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)變為非晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)（見表(biao)1.1）。由于非晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)缺陷少，結構表(biao)面均勻，鉻元(yuan)素更(geng)易富集，所(suo)以較普通晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)具有(you)更(geng)高(gao)的強(qiang)度(du)和耐蝕性。
