一、鐵的生銹(xiu)
眾所周知(zhi)，在(zai)自然(ran)界存在(zai)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)中，除Au（金(jin)(jin)）、Pt（鉑）等貴金(jin)(jin)屬(shu)系(xi)以游離金(jin)(jin)屬(shu)狀(zhuang)態(tai)(tai)存在(zai)外，其(qi)他金(jin)(jin)屬(shu)，例如鐵（Fe），在(zai)自然(ran)界則系(xi)以磁鐵礦(kuang)(kuang)和褐鐵礦(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)(de)形(xing)式非常穩(wen)(wen)定地(di)存在(zai)。但是(shi)，人(ren)們通過冶(ye)金(jin)(jin)，把鐵礦(kuang)(kuang)石變成(cheng)鋼鐵②，就是(shi)將鋼鐵從(cong)氧(yang)化鐵（礦(kuang)(kuang)石）的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定狀(zhuang)態(tai)(tai)變成(cheng)了不(bu)穩(wen)(wen)定狀(zhuang)態(tai)(tai)。自然(ran)界的(de)(de)(de)萬物都有從(cong)不(bu)穩(wen)(wen)定態(tai)(tai)“回歸(gui)”到穩(wen)(wen)定態(tai)(tai)的(de)(de)(de)強烈傾向，這是(shi)自然(ran)規(gui)律。鋼鐵在(zai)大氣中的(de)(de)(de)生銹就是(shi)這種(zhong)“回歸(gui)”現象的(de)(de)(de)自然(ran)反(fan)映。
生(sheng)銹(xiu)(xiu)就是(shi)鋼(gang)鐵與(yu)大氣中(zhong)的(de)(de)氧作用，在表(biao)面形成了 沒(mei)有保護性(xing)的(de)(de)疏松且易剝(bo)落(luo)的(de)(de)富(fu)鐵氧化物或(huo)氫氧化物，也就是(shi)鋼(gang)鐵又變回了“礦石”。鐵的(de)(de)生(sheng)銹(xiu)(xiu)，是(shi)鐵在大氣中(zhong)從金屬變成的(de)(de)離子化過程，是(shi)一(yi)種典型的(de)(de)腐(fu)蝕現象。為了防止鋼(gang)鐵生(sheng)銹(xiu)(xiu)（腐(fu)蝕），人們(men)只有人為地采(cai)取(qu)表(biao)面涂(tu)漆等(deng)措施(shi)，以防止大氣與(yu)鋼(gang)鐵相接觸。涂(tu)漆一(yi)旦受到破壞，鋼(gang)鐵還(huan)會繼續生(sheng)銹(xiu)(xiu)。
二、不銹(xiu)鋼(gang)為什么不生鐵銹(xiu)和(he)耐腐蝕
早期不(bu)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(biao)(biao)明，含(han)鉻量≥12％后，鋼(gang)(gang)具有了不銹(xiu)性的(de)原因(yin)是由于表(biao)(biao)面自(zi)動形(xing)成一種(zhong)厚(hou)度(du)非常薄 的(de)無色、透明且非常光滑的(de)一層(ceng)(ceng)富鉻的(de)氧化(hua)(hua)物膜（示意圖見圖1.2），這層(ceng)(ceng)膜的(de)形(xing)成防止了鋼(gang)(gang)的(de)生銹(xiu)。這層(ceng)(ceng)膜稱為鈍(dun)化(hua)(hua)膜。這層(ceng)(ceng)鈍(dun)化(hua)(hua)膜的(de)形(xing)成實際上是鋼(gang)(gang)中鉻元素把自(zi)己易形(xing)成氧化(hua)(hua)物（鈍(dun)化(hua)(hua)膜）保護(hu)自(zi)己的(de)特性給予了鋼(gang)(gang)的(de)結果。
進(jin)一步研究還發現(xian)，在氧化(hua)(hua)(hua)性酸(suan)介質(zhi)中(zhong)，例如(ru)在硝酸(suan)中(zhong)，隨鋼(gang)中(zhong)含(han)鉻(ge)量(liang)的(de)增加，鋼(gang)的(de)腐蝕速度下降，當含(han)鉻(ge)量(liang)達到較高含(han)量(liang)時，此(ci)鋼(gang)便具有了耐(nai)蝕性（見(jian)圖1.3）。在氧化(hua)(hua)(hua)性介質(zhi)中(zhong)，不銹鋼(gang)耐(nai)腐蝕的(de)原因也(ye)是由于表面鈍化(hua)(hua)(hua)膜的(de)形成。同理(li)，鋼(gang)在酸(suan)介質(zhi)中(zhong)從不耐(nai)腐蝕到耐(nai)腐蝕，也(ye)稱之為從活化(hua)(hua)(hua)過渡到鈍化(hua)(hua)(hua)，從活化(hua)(hua)(hua)態(tai)變(bian)為鈍化(hua)(hua)(hua)態(tai)。
三、鈍化膜
研究表明(ming)，鈍化(hua)膜(mo)不(bu)僅很(hen)薄且無色透明(ming)并可自然(ran)形成，而(er)且非常穩定，鈍化(hua)膜(mo)是連續(xu)的、無孔的、不(bu)易溶解、質(zhi)較(jiao)硬且附著(zhu)力強并難(nan)以剝落的一種(zhong)氧化(hua)物（氫氧化(hua)物），即(ji)使(shi)在使(shi)用(yong)中受(shou)到破壞還可很(hen)快自行修復。
研(yan)究表明(ming)，鉻鎳(nie)不(bu)銹鋼的(de)鈍化(hua)膜(mo)呈雙層(ceng)結構，外層(ceng)為(wei)(wei)(wei)氫氧化(hua)物或鹽酸的(de)沉積層(ceng)，內層(ceng)為(wei)(wei)(wei)具(ju)有防(fang)護性的(de)富鉻氧化(hua)物膜(mo)。18-8（304）鉻鎳(nie)不(bu)銹鋼的(de)鈍化(hua)膜(mo)一(yi)般(ban)為(wei)(wei)(wei)4M3O4 SiO2 H2O，M為(wei)(wei)(wei)Cr、Ni、Fe等(deng)元素。
鈍化(hua)膜的化(hua)學成分(fen)、結構和性質隨(sui)不銹鋼(gang)的化(hua)學成分(fen)、處(chu)理方(fang)法(fa)（冷、熱(re)加(jia)工，熱(re)處(chu)理，拋光，酸洗和表面加(jia)工等）的不同以及使用環(huan)境的差異也(ye)有所不同。
研究還表(biao)明，隨鋼中含鉻量(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，鋼的(de)(de)鈍化(hua)膜(mo)會從晶(jing)態膜(mo)變為(wei)非晶(jing)態膜(mo)（見表(biao)1.1）。由(you)于非晶(jing)態膜(mo)缺陷(xian)少，結(jie)構表(biao)面均勻，鉻元素更(geng)(geng)易富集，所以較普通(tong)晶(jing)態膜(mo)具有(you)更(geng)(geng)高的(de)(de)強度和耐蝕性。
