首先描述一下成為基礎(chǔ)銹的特征，為了描述大氣中所生成銹的特征，X射線(xiàn)衍射是最方便而有效的方法。大氣中生成的鐵銹用X射線(xiàn)衍射測(cè)定，其主要成分是a-FeOOH(針鐵礦）和γ-FeOOH(纖鐵礦）的堿式氫氧化鐵及Fe₃O₄（磁鐵礦）。除此之外，還存在20%~75%X射線(xiàn)非晶質(zhì)（無(wú)定形）銹（參照卷末資料3、表1)。

 由于大氣環(huán)境不同，這些成分的含量不同。工業(yè)地區(qū)Fe₃O₄少，α及γ的FeOOH多。在SO.形成硫酸起作用的環(huán)境里，認(rèn)為促進(jìn)了從γ-FeOOH向α-FeOOH的變態(tài)。臨海地區(qū)Fe₃O₄多，除了α及γ的FeOOH外，通過(guò)氯化物離子的作用生成β-FeOOH(赤金礦）。

 1967年（昭和42年），岡田等認(rèn)為在鄰接耐候鋼銹層的基體部位生成了連續(xù)性好的非晶質(zhì)層，它的連續(xù)性比碳素鋼好，具有優(yōu)秀的耐候性。從那以后，鐵銹中的非晶質(zhì)成分成為了在論述耐候鋼銹上的中心內(nèi)容。岡田等根據(jù)恒電流在還原這種成分時(shí)，Fe₃O₄同樣能在－930~-950mV(SCE)被還原的事實(shí)，認(rèn)為它是X射線(xiàn)非晶質(zhì)的尖晶石型氧化物。

 以后確立了使用紅外線(xiàn)光譜、拉曼光譜等進(jìn)行銹的解析方法，有很多人研究過(guò)非晶質(zhì)銹的結(jié)構(gòu)。例如，1974年（昭和49年），三澤等用紅外線(xiàn)光譜法確定非晶質(zhì)的銹是無(wú)定形堿式氫氧化鐵FeO,(OH)2-3x(x=0.4);1983年（昭和58年），Keiser等用拉曼光譜法把它定為8-FeOOH.關(guān)于這些問(wèn)題將在2.3.4節(jié)詳細(xì)敘述。

 本章想要提出的問(wèn)題不是銹特性描述的本身，而是能賦予耐候鋼特征的銹是哪種銹，有效添加元素的作用是什么，怎樣生成的？關(guān)于這些問(wèn)題在下一節(jié)涉及，關(guān)于非晶質(zhì)的銹也將在2.3.4節(jié)敘述，然而有關(guān)鐵銹的種類(lèi)或生成過(guò)程的更廣泛的研究成果，因?yàn)橐延腥凉蓤?zhí)筆的優(yōu)秀總論，請(qǐng)參考書(shū)后的資料4。如三澤等所指出的那樣，只要用X射線(xiàn)衍射或紅外線(xiàn)光譜法進(jìn)行檢驗(yàn)，所鑒定的物質(zhì)耐候鋼和碳素鋼在本質(zhì)上是相同的,不能夠成為表示前者有優(yōu)秀耐候性結(jié)構(gòu)的證據(jù)。能夠成為證據(jù)的是內(nèi)層銹的連續(xù)性，在這方面發(fā)現(xiàn)兩者有很大的差異。

 另一方面，在分析銹中含有的元素時(shí)，耐候鋼的銹中當(dāng)然含有添加的合金元素。可是，Copson 把含有最大0.5%Cu的鋼及含有最大3.23%Ni的鋼在工業(yè)地區(qū)經(jīng)過(guò)1~3年暴曬試驗(yàn)后的銹進(jìn)行化學(xué)分析的結(jié)果，以及松島等把耐候鋼在工業(yè)地區(qū)經(jīng)過(guò)1年暴曬試驗(yàn)后的銹進(jìn)行化學(xué)分析的結(jié)果表明，無(wú)論浮銹或黏附銹在平均成分范圍內(nèi)合金元素對(duì)鐵的濃度比與基體鐵相同，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)濃縮。岡田等把工業(yè)地區(qū)經(jīng)過(guò)5年暴曬的耐候鋼銹層斷面用EPMA 進(jìn)行面分析及線(xiàn)分析的結(jié)果證明，Cu、Cr、P在外層幾乎不存在，反而存在于內(nèi)層的非晶質(zhì)層中，其濃度既有與基體鐵相同的部位，也有高于基體鐵的部位。最近三澤等研究了在工業(yè)地區(qū)經(jīng)過(guò)26年暴曬的耐候鋼，其內(nèi)層濃縮元素只有鉻。

 合金元素在銹中濃縮，其濃度高于基體鐵，這一說(shuō)法是被普遍認(rèn)同的，雖然對(duì)于致密銹還不能斷言，然而一般認(rèn)為與外層銹相比多存在于非晶質(zhì)銹中，并認(rèn)為它們對(duì)非晶質(zhì)銹的形成做出了某種貢獻(xiàn)。因?yàn)榉蔷з|(zhì)銹在碳素鋼中也有同樣程度的生成，所以認(rèn)為與其說(shuō)生成非晶質(zhì)銹還不如說(shuō)對(duì)連續(xù)銹層的形成起了作用更為妥當(dāng).關(guān)于該問(wèn)題將在進(jìn)行敘述。