一、鐵的生(sheng)銹(xiu)
眾所周知(zhi)，在自(zi)(zi)然界存(cun)在的(de)金(jin)屬中，除Au（金(jin)）、Pt（鉑）等貴金(jin)屬系以(yi)游離(li)金(jin)屬狀態(tai)存(cun)在外，其(qi)他(ta)金(jin)屬，例如鐵(tie)(tie)（Fe），在自(zi)(zi)然界則系以(yi)磁鐵(tie)(tie)礦(kuang)和(he)褐鐵(tie)(tie)礦(kuang)礦(kuang)石(shi)的(de)形式非(fei)常(chang)穩(wen)定地存(cun)在。但(dan)是，人們(men)通(tong)過冶金(jin)，把鐵(tie)(tie)礦(kuang)石(shi)變(bian)成鋼(gang)鐵(tie)(tie)②，就(jiu)是將鋼(gang)鐵(tie)(tie)從氧(yang)化鐵(tie)(tie)（礦(kuang)石(shi)）的(de)穩(wen)定狀態(tai)變(bian)成了不穩(wen)定狀態(tai)。自(zi)(zi)然界的(de)萬物都有從不穩(wen)定態(tai)“回(hui)歸”到(dao)穩(wen)定態(tai)的(de)強(qiang)烈傾向，這(zhe)(zhe)是自(zi)(zi)然規律。鋼(gang)鐵(tie)(tie)在大氣中的(de)生銹就(jiu)是這(zhe)(zhe)種(zhong)“回(hui)歸”現象(xiang)的(de)自(zi)(zi)然反映。
生銹(xiu)就是鋼鐵與大(da)氣(qi)中的(de)(de)(de)氧作用，在表(biao)面形成(cheng)了 沒(mei)有保護性的(de)(de)(de)疏松且易(yi)剝落(luo)的(de)(de)(de)富鐵氧化(hua)(hua)物或氫氧化(hua)(hua)物，也就是鋼鐵又(you)變(bian)回了“礦石(shi)”。鐵的(de)(de)(de)生銹(xiu)，是鐵在大(da)氣(qi)中從金(jin)屬變(bian)成(cheng)的(de)(de)(de)離子(zi)化(hua)(hua)過程，是一種典型(xing)的(de)(de)(de)腐蝕現象(xiang)。為(wei)了防止(zhi)鋼鐵生銹(xiu)（腐蝕），人們(men)只有人為(wei)地采取表(biao)面涂漆等措(cuo)施，以(yi)防止(zhi)大(da)氣(qi)與鋼鐵相接觸。涂漆一旦(dan)受(shou)到(dao)破壞，鋼鐵還會(hui)繼續生銹(xiu)。
二、不(bu)銹鋼為什(shen)么(me)不(bu)生鐵(tie)銹和耐腐蝕(shi)
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。
研究表明，含鉻(ge)量≥12％后，鋼(gang)(gang)(gang)具有了(le)不(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)的(de)(de)原因是由于表面自(zi)動形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)種厚度非(fei)常薄 的(de)(de)無色(se)、透明且非(fei)常光滑的(de)(de)一(yi)層富(fu)鉻(ge)的(de)(de)氧化(hua)物膜(mo)（示(shi)意圖(tu)見圖(tu)1.2），這(zhe)層膜(mo)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)防止了(le)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)生銹(xiu)(xiu)。這(zhe)層膜(mo)稱(cheng)為鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)。這(zhe)層鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)實際上(shang)是鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)元素把自(zi)己(ji)易形(xing)成(cheng)(cheng)氧化(hua)物（鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)）保(bao)護自(zi)己(ji)的(de)(de)特性(xing)給予了(le)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)結果(guo)。
進一步研究(jiu)還發現(xian)，在(zai)氧化(hua)性(xing)酸介(jie)質中(zhong)，例(li)如在(zai)硝(xiao)酸中(zhong)，隨(sui)鋼(gang)中(zhong)含鉻(ge)量(liang)的增加，鋼(gang)的腐(fu)蝕(shi)速度(du)下降，當含鉻(ge)量(liang)達到(dao)較高含量(liang)時，此(ci)鋼(gang)便具有了耐(nai)蝕(shi)性(xing)（見(jian)圖1.3）。在(zai)氧化(hua)性(xing)介(jie)質中(zhong)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的原因也是(shi)由于(yu)表面鈍化(hua)膜(mo)的形(xing)成。同理，鋼(gang)在(zai)酸介(jie)質中(zhong)從(cong)(cong)不(bu)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)到(dao)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)，也稱之為從(cong)(cong)活化(hua)過渡(du)到(dao)鈍化(hua)，從(cong)(cong)活化(hua)態(tai)變為鈍化(hua)態(tai)。
三(san)、鈍(dun)化膜
研究表明，鈍化(hua)膜不(bu)僅很薄且(qie)無色透明并可自然形(xing)成(cheng)，而且(qie)非常穩定(ding)，鈍化(hua)膜是連(lian)續的、無孔的、不(bu)易溶解、質較硬(ying)且(qie)附著(zhu)力強并難以剝(bo)落的一種(zhong)氧(yang)化(hua)物（氫氧(yang)化(hua)物），即使(shi)在(zai)使(shi)用(yong)中受到破壞還可很快自行(xing)修復。
研究表(biao)明，鉻鎳(nie)不銹鋼的鈍(dun)化膜呈雙(shuang)層(ceng)結構(gou)，外層(ceng)為氫氧化物(wu)或鹽(yan)酸的沉積層(ceng)，內層(ceng)為具有(you)防護性的富鉻氧化物(wu)膜。18-8（304）鉻鎳(nie)不銹鋼的鈍(dun)化膜一(yi)般(ban)為4M3O4 SiO2 H2O，M為Cr、Ni、Fe等(deng)元素(su)。
鈍化膜(mo)的化學(xue)成分、結構和(he)性(xing)質隨不銹鋼的化學(xue)成分、處理方法(fa)（冷、熱加(jia)工(gong)，熱處理，拋光(guang)，酸洗(xi)和(he)表面加(jia)工(gong)等）的不同以及使用環(huan)境的差異也有所不同。
研究還(huan)表明，隨鋼中含鉻(ge)量的增(zeng)加，鋼的鈍(dun)化膜(mo)(mo)會(hui)從晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)(mo)變為非(fei)晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)(mo)（見表1.1）。由于非(fei)晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)(mo)缺陷少，結構表面均勻，鉻(ge)元(yuan)素更(geng)易富集，所(suo)以較普通晶(jing)(jing)態(tai)膜(mo)(mo)具有更(geng)高的強度和耐蝕性。
