不锈钢为何 “不锈”

阅国外资料的时候，常常会看到“passivation”这个词，它的含义是“钝化”，直白一点来说，就是让不锈钢表面从相对“活泼”变得“迟钝”——对腐蚀性反应迟钝，也就是提高不锈钢的耐腐蚀能力。

“钝化”是不锈钢相当独特的一个特点。它能让不锈钢本身具备更强的耐腐蚀能力，而这一切源自于不锈钢表面钝化之后形成的一层薄薄的氧化膜——钝化层。

不锈钢钝化的机理：

无论是那种类型不锈钢，都含有至少10.5%的Cr元素，这是不锈钢区分于其它金属材料最为主要的特点之一，也是不锈钢发生钝化的前提。

不锈钢曝露在空气中时，其表面的铬Cr元素会优先和氧气O₂发生氧化反应，生成氧化铬——准确点说是三氧化二铬（4Cr+3O₂→2Cr₂O₃），以薄膜的形式将不锈钢包覆起来，如图1所示。

图1   铬与氧形成一层包覆膜

这层膜厚度虽然只是纳米级别的（1-2nm），但是却能有效阻隔发生腐蚀的必备的2个因素——水、氧气。

钝化膜本质上是Cr元素和空气中的氧结合产生的，那么自然而然的，一旦既已产生的钝化膜被无可避免地破坏掉（例如磕碰），不锈钢被破坏区域的Cr元素会暴露在空气中，与氧结合重新生成钝化膜，这个过程可以用图2来表示。

图2   钝化膜被破坏又重新生成

图2-左的浅蓝色区域是不锈钢本体，蓝色区域代表钝化膜，红色球状体代表空气中的氧；

图2-中显示钝化膜被破坏；

图2-右表示不锈钢表面的Cr元素与氧重新生成“黑色”的钝化膜（这里的蓝色只是示意，并非钝化膜本色）。

钝化方式

通常不锈钢暴露在空气中就会形成钝化层，只不过速度很慢。

在实际生产中，工厂会使用专门的氧化性酸溶液（也叫做“钝化液”）加速钝化层的产生，如

最常用的钝化液是一定配比的硝酸（一般10——15%），需要说明的是这种硝酸并不会腐蚀不锈钢本体。

钝化液的温度根据不锈钢类型有所不同，比如奥氏体不锈钢钝化液一般会把温度控制在65℃左右，铁素体和马氏体一般是50℃上下。时间通常至少半个小时，如果对钝化膜厚度有额外要求，钝化时间会更久，温度也会做相应调整。

详细不锈钢钝化工艺请阅读：不锈钢的清洗钝化工艺