10日元的銅幣不容易腐蝕。這是因為在大氣或水等接近中性的環境中,銅的表面可自然生成很薄的氧化亞銅(Cu2O)膜,這層膜保護銅不受腐蝕。像寺院屋頂那樣長期暴露在室外風雨中的銅飾物,也會生成一種叫做“銅綠”的銹。自然生成的銅綠通常是堿性硫酸銅。這種銅綠也具有保護基體防止腐蝕的優秀性質。如上所述,與其說是銅金屬自體的反應性,不如說是由于生成的覆膜和銹表現出良好的耐蝕性。


 光亮的鐵表面也存在(zai)自然生成(cheng)的薄(bo)的氧化物覆膜(mo)。可是這種覆膜(mo)在(zai)自然腐蝕環境(jing)中容易被破壞(huai),生成(cheng)所謂的鐵銹。鐵銹并(bing)不是不具(ju)有對腐蝕的保護性,而是因(yin)為它的能(neng)力低,所以(yi)通過銹層進行腐蝕的速度(du)還(huan)不能(neng)達到實用上可以(yi)允許的程度(du)。


 繼石器(qi)時(shi)代(dai)和(he)青銅(tong)器(qi)時(shi)代(dai)之后(hou),鐵(tie)作為(wei)人(ren)類(lei)文化發展的(de)(de)第三階段登場,由于其優良的(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)能,據說古羅馬人(ren)曾手持鐵(tie)制的(de)(de)刀劍征服過周圍使用青銅(tong)器(qi)的(de)(de)民(min)族,然而蒼(cang)天不(bu)會恩賜一切,可以說兩千多(duo)年來的(de)(de)鐵(tie)器(qi)使用歷史是同時(shi)與(yu)腐蝕(shi)進(jin)行斗爭(zheng)的(de)(de)歷史。


 正像NHK面(mian)向小(xiao)學生(sheng)的(de)校園廣播中所說的(de)那樣,為了防止鐵銹(xiu),可以(yi)用一(yi)種東西覆(fu)蓋在其表(biao)面(mian)上,這連小(xiao)孩都(dou)已經知道(dao)。這樣一(yi)來(lai),涂漆或(huo)電鍍自古以(yi)來(lai)就(jiu)發(fa)展起來(lai)。可是(shi),當考慮到耐蝕性優(you)秀的(de)銅或(huo)與青銅的(de)差別只是(shi)由于表(biao)面(mian)生(sheng)成小(xiao)于1μm的(de)覆(fu)膜(mo)或(huo)10μm厚(hou)度(du)的(de)銹(xiu)的(de)性質不(bu)同(tong)時,于是(shi)人們(men)提出是(shi)否能夠(gou)依(yi)靠鐵自身的(de)能力(li)生(sheng)成耐蝕性好的(de)覆(fu)膜(mo)或(huo)銹(xiu)這樣的(de)課(ke)題。


 我們(men)在與鐵長期相處之中知道,在有的(de)(de)場日(ri),生(sheng)(sheng)銹(xiu)或(huo)者腐蝕減厚極小,所以產生(sheng)(sheng)了“古時候的(de)(de)鐵不(bu)容易(yi)生(sheng)(sheng)銹(xiu)”這樣一種觀點(dian)的(de)(de)確,日(ri)本的(de)(de)名刀不(bu)容易(yi)生(sheng)(sheng)銹(xiu)。這是由(you)于作(zuo)為制刀原料使(shi)用(yong)的(de)(de)“和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)”中錳和硫含量(liang)比(bi)普通現代鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)低很(hen)多(duo),不(bu)能生(sheng)(sheng)成(cheng)硫化錳,所以在表面薄(bo)膜上不(bu)能夠生(sheng)(sheng)成(cheng)銹(xiu)的(de)(de)缺陷(xian)。如果采用(yong)與普通鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵生(sheng)(sheng)產工藝不(bu)同(tong)的(de)(de)特(te)殊生(sheng)(sheng)產方法,用(yong)現在的(de)(de)技(ji)術也能生(sheng)(sheng)產出(chu)與性能優良“和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)”具有同(tong)等(deng)防銹(xiu)性能的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。可(ke)是一旦被(bei)水(shui)等(deng)浸濕,“和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)”也同(tong)樣和現代鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)一樣被(bei)腐蝕。


 古普塔王朝在(zai)4~5世(shi)紀(ji)建造,從12世(shi)紀(ji)至(zhi)今位(wei)于現在(zai)場所(suo)(suo)的(de)所(suo)(suo)謂的(de)“德里(li)鐵塔”,地上高(gao)度7m,用約6噸(dun)的(de)鍛鐵制(zhi)(zhi)造。從當時的(de)制(zhi)(zhi)造技術來(lai)看,其規(gui)模是令人吃驚的(de),而且在(zai)寺院的(de)院子里(li)暴露在(zai)風(feng)雨中幾乎(hu)沒有被腐蝕.關(guan)于這一(yi)點(dian),對(dui)Hadfield鋼所(suo)(suo)熟知的(de)Sir Robert Hadfield于1912年曾經(jing)有過報道,以后也有許多人對(dui)此提出各(ge)種看法,盡(jin)管其中有人認(ren)為純度高(gao)、磷多(由于場所(suo)(suo)不同0.08%~0.28%)、表(biao)面的(de)溶(rong)渣(zha)或制(zhi)(zhi)造時的(de)氧化物具有防(fang)腐作用,然而認(ren)為大氣清潔(jie)干燥環境(jing)好的(de)說(shuo)法更有說(shuo)服力(li)。


 依據羅(luo)馬遺址出(chu)土的(de)大(da)量鐵(tie)(tie)釘(ding)沒(mei)有被腐(fu)蝕的(de)事實,可以認(ren)為這是(shi)由于鐵(tie)(tie)釘(ding)的(de)外側形成了氧(yang)的(de)吸(xi)氣劑后使中(zhong)(zhong)央(yang)部分處于缺氧(yang)狀態(tai)。在現代社會中(zhong)(zhong),暴(bao)露在雨(yu)中(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie)(tie)道導軌腹部幾乎沒(mei)有被腐(fu)蝕,可以認(ren)為它是(shi)因為處在行駛的(de)列車所卷起的(de)風的(de)環境中(zhong)(zhong)。


 名刀不(bu)容(rong)易生銹暫且不(bu)說,僅就(jiu)腐(fu)蝕減厚而言,看(kan)上去好像(xiang)耐蝕性優秀(xiu)的例(li)子也不(bu)是因為(wei)材質(zhi)優秀(xiu),而且是因為(wei)環境好。


 在材質上努力提高鐵的(de)耐蝕性的(de)過程中,如果(guo)把鐵和相當量的(de)鉻制成合(he)金(jin)就會增加對氧的(de)抵抗性,這(zhe)一(yi)19世紀前(qian)半(ban)葉(xie)的(de)發現(xian)與(yu)20世紀初的(de)鐵素體(ti)系以及奧氏體(ti)系不(bu)銹鋼的(de)開發有聯系。


然(ran)而,提出本書所涉及的(de)(de)課(ke)題-低合金(jin)耐蝕(shi)鋼的(de)(de)始祖,自1900年以(yi)來一(yi)直被認為(wei)是(shi)Buck,他通過各(ge)種實驗研究證實,在(zai)鋼中添(tian)加少量的(de)(de)銅對(dui)減輕大氣腐蝕(shi)是(shi)非常(chang)有(you)效的(de)(de)。該研究結(jie)果與1933年U.S.Steel公(gong)司開發的(de)(de)世界最早的(de)(de)低合金(jin)耐蝕(shi)鋼COR-TEN進行工業(ye)生(sheng)產(chan)有(you)聯系。


 在組成(cheng)范圍內,為了從本質上提高低合(he)金(jin)鋼實(shi)用(yong)環境下(xia)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing),可以采用(yong)添(tian)加合(he)金(jin)元素把鋼鐵的(de)銹制成(cheng)像銅綠那樣有保護性(xing)(xing)覆膜的(de)方法,或者(zhe)在鋼能(neng)夠鈍化(hua)的(de)環境中(zhong),采用(yong)添(tian)加少(shao)量合(he)金(jin)元素使(shi)鋼更(geng)容易(yi)鈍化(hua)的(de)方法。


 本書所介紹的4種合金耐蝕鋼中,耐候鋼和耐海水鋼把銹變得更具有保護性就是根據上述原理。耐候鋼的銹美觀而且能夠提高保護性,這種銹的保護性的本質一直成為20世紀后半期的研究課題。該課題非常復雜甚至可以說神秘莫測,雖然獲得了各種研究結果,但其機理至今為止尚不十分清楚。


 耐硫酸露點腐蝕鋼在酸性環境中使用,作為鋼材來說具有特殊的使用目的,然而是形成了有保護性的腐蝕生成物覆膜還是助長了鈍化覆膜生成,從耐蝕機理的觀點來看,仍然是提高了覆膜的耐蝕性。


 耐溝狀腐蝕(shi)(shi)電焊鋼(gang)管其(qi)特(te)(te)征不是降低腐蝕(shi)(shi)量(liang),而是具有(you)防止(zhi)在(zai)焊縫上發生腐蝕(shi)(shi)集(ji)中或局部化的特(te)(te)性,不是所生成的覆(fu)膜或銹的性質,而是非金屬雜(za)質在(zai)焊接熱影(ying)響下的行為的重新組合,以及鋼(gang)自身(shen)金屬學因(yin)子的改善。


 這(zhe)4種(zhong)(zhong)低合金(jin)鋼(gang)的共同點(dian)都是日本在(zai)20世紀后半期研究(jiu)開發(fa)并進入(ru)實(shi)用階段,已經(jing)形(xing)成(cheng)了耐(nai)蝕(shi)(shi)金(jin)屬材料的一個領域。耐(nai)硫酸露點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)鋼(gang)以(yi)及耐(nai)溝狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電焊鋼(gang)管是日本獨有(you)的鋼(gang)種(zhong)(zhong),與這(zhe)些鋼(gang)所進行(xing)的相關研究(jiu)對加速腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)科學進步(bu)的效(xiao)果極大。