一、鐵的生鏽
眾所周知，在自(zi)然界存在的金屬中，除Au（金）、Pt（鉑）等貴金屬係以遊離金屬狀態(tai)存在外(wai)，其他金屬，例如鐵（Fe），在自(zi)然界則係以磁(ci)鐵礦和(he)褐鐵礦礦石的形式非(fei)常(chang)穩定地存在。但是，人們通過冶(ye)金，把鐵礦石變成鋼鐵②，就是將鋼鐵從氧化鐵（礦石）的穩定狀態(tai)變成了(liao)不穩定狀態(tai)。自(zi)然界的萬物都(du)有從不穩定態(tai)“回歸”到穩定態(tai)的強(qiang)烈(lie)傾(qing)向，這是自(zi)然規(gui)律。鋼鐵在大(da)氣中的生鏽就是這種“回歸”現象的自(zi)然反映(ying)。
生鏽就是鋼鐵與大(da)氣中的氧作用，在表麵(mian)形成了(liao) 沒有保護性的疏鬆(song)且(qie)易剝落的富(fu)鐵氧化物或(huo)氫氧化物，也(ye)就是鋼鐵又變回了(liao)“礦石”。鐵的生鏽，是鐵在大(da)氣中從金屬變成的離子化過程，是一種典型的腐蝕現象。為了(liao)防止鋼鐵生鏽（腐蝕），人們隻有人為地采取表麵(mian)塗漆等措施，以防止大(da)氣與鋼鐵相接觸。塗漆一旦受到破壞(huai)，鋼鐵還會繼續生鏽。
二、不鏽鋼為什麼(me)不生鐵鏽和(he)耐腐蝕
早期不鏽鋼的不生鐵鏽，曾被人們認為是一種“神奇”的現象，但是經過長(chang)期研究和(he)實踐，人們對(dui)此已經有了(liao)完(wan)全清(qing)楚的了(liao)解：不鏽鋼的不生鐵鏽和(he)鋼鐵的生鐵鏽二者(zhe)屬於同一種自(zi)然現象。研究發現，隨(sui)鋼中含鉻量的增(zeng)加，鋼的耐蝕性提高，當鋼中含鉻量≥12％後，在大(da)氣中耐蝕性有一個突(tu)變，鋼從不耐腐蝕到耐腐蝕，而(er)且(qie)不生鐵鏽（如圖1.1）。人們把鋼從不耐腐蝕到耐腐蝕，從生鏽變為不生鏽，稱(chen)為從活化過渡到鈍化，從活化態(tai)變成了(liao)鈍化態(tai)。通俗地說，鈍（化）態(tai)實際上是不鏽鋼與周圍(wei)腐蝕性介質之間的反應遲鈍，即不敏感(gan)的狀態(tai)。
研究表明，含鉻量≥12％後，鋼具有了(liao)不鏽性的原(yuan)因(yin)是由於表麵(mian)自(zi)動(dong)形成一種厚度(du)非(fei)常(chang)薄 的無色、透明且(qie)非(fei)常(chang)光滑的一層(ceng)富(fu)鉻的氧化物膜（示意圖見圖1.2），這層(ceng)膜的形成防止了(liao)鋼的生鏽。這層(ceng)膜稱(chen)為鈍化膜。這層(ceng)鈍化膜的形成實際上是鋼中鉻元素把自(zi)己(ji)易形成氧化物（鈍化膜）保護自(zi)己(ji)的特性給予了(liao)鋼的結果。
進(jin)一步(bu)研究還發現，在氧化性酸介質中，例如在硝酸中，隨(sui)鋼中含鉻量的增(zeng)加，鋼的腐蝕速度(du)下降(jiang)，當含鉻量達到較高含量時(shi)，此鋼便具有了(liao)耐蝕性（見圖1.3）。在氧化性介質中，不鏽鋼耐腐蝕的原(yuan)因(yin)也(ye)是由於表麵(mian)鈍化膜的形成。同理，鋼在酸介質中從不耐腐蝕到耐腐蝕，也(ye)稱(chen)之為從活化過渡到鈍化，從活化態(tai)變為鈍化態(tai)。
三、鈍化膜
研究表明，鈍化膜不僅(jin)很薄且(qie)無色透明並可(ke)自(zi)然形成，而(er)且(qie)非(fei)常(chang)穩定，鈍化膜是連續的、無孔的、不易溶解、質較硬且(qie)附著力(li)強(qiang)並難以剝落的一種氧化物（氫氧化物），即使在使用中受到破壞(huai)還可(ke)很快自(zi)行修(xiu)複。
研究表明，鉻鎳不鏽鋼的鈍化膜呈雙層(ceng)結構，外(wai)層(ceng)為氫氧化物或(huo)鹽酸的沉積(ji)層(ceng)，內層(ceng)為具有防護性的富(fu)鉻氧化物膜。18-8（304）鉻鎳不鏽鋼的鈍化膜一般為4M3O4 SiO2 H2O，M為Cr、Ni、Fe等元素。
鈍化膜的化學(xue)成分、結構和(he)性質隨(sui)不鏽鋼的化學(xue)成分、處理方法（冷、熱加工，熱處理，拋光，酸洗(xi)和(he)表麵(mian)加工等）的不同以及使用環境(jing)的差異也(ye)有所不同。
研究還表明，隨(sui)鋼中含鉻量的增(zeng)加，鋼的鈍化膜會從晶態(tai)膜變為非(fei)晶態(tai)膜（見表1.1）。由於非(fei)晶態(tai)膜缺陷少(shao)，結構表麵(mian)均勻，鉻元素更易富(fu)集，所以較普(pu)通晶態(tai)膜具有更高的強(qiang)度(du)和(he)耐蝕性。
