會,它真的會。這個名字其實有點誤導:「stainless(不鏽)」的意思是「stains less(比較不容易染污)」,而不是「完全不會生鏽」。在日常環境下,一塊品質好的不鏽鋼可以多年不受水、食物與天候影響。但只要把它放進錯誤的環境,或是隨便對待,它照樣會像其他任何金屬一樣長出鏽斑。所以誠實的答案是:不鏽鋼抗鏽的能力遠勝過普通鋼材,但它並非完全免疫。
要了解原因,你得先知道讓它一開始能「不鏽」的那個訣竅。不鏽鋼是鐵摻入至少 10.5% 的鉻所製成。當這些鉻遇到空氣中的氧,就會在整個表面形成一層極薄、看不見的氧化鉻皮膜。你可以把它想成一件只有幾個原子厚的隱形雨衣。這一層叫做鈍化層(passive layer),正是它擋住了水氣與空氣,讓它們無法接觸底下的鐵、把鐵變成鏽。
巧妙之處在於,這層皮膜會自我修復。如果你刮傷一把不鏽鋼刀,或在欄杆上刮出痕跡,就會露出新鮮的金屬,但只要周圍有氧,那裡的鉻會立刻長出一小塊新的保護層。普通鋼材則正好相反:它的鏽會剝落,讓更多金屬暴露出來受到侵蝕,於是損害就一路往內啃食。不鏽鋼會自我癒合;普通鋼材則會逐漸崩解。
正是這種自我修復,帶出了不鏽鋼「真的會」生鏽的兩種情況。要嘛有東西不斷破壞鈍化層,速度快到它來不及重建;要嘛有東西讓它缺乏形成所需的氧。把那件雨衣拿走,底下的鐵就會表現得跟鐵一向的樣子一模一樣。
頭號麻煩製造者是鹽,更精確地說,是鹽裡的氯離子。氯離子會在鈍化層最脆弱的地方鑿出微小的孔洞,而一旦孔洞出現,侵蝕就會鑽進去、自我加劇,以出乎意料的速度往下鑽出一個深坑。這叫做孔蝕(pitting corrosion),它會有多嚴重,主要取決於周圍有多少氯離子、環境有多酸,以及溫度有多高。這正是為什麼不鏽鋼在海邊、游泳池裡、道路除冰鹽附近,以及漂白水中會如此吃力。海邊的欄杆長出一層鏽褐色的霧斑,就是典型的例子。
這裡有個讓很多人意外的轉折:你在不鏽鋼上看到的「鏽」,很多根本不是不鏽鋼本身在生鏽。當不鏽鋼被切割、研磨,或用一般鋼絲絨刷洗時,普通鐵的微小碎屑會被壓進表面。這些外來的碎屑一碰到水就會生鏽,留下看起來像是不鏽鋼本身失效的褐色污斑。只要把它們好好清掉,底下的不鏽鋼通常完好如初。保持表面乾淨、能接觸到空氣,正是讓不鏽鋼維持「不鏽」的真正一環。
還有幾種情況也會出問題。狹窄的縫隙、間隙或積在裡面的水窪,可能會阻斷氧的供應,讓鈍化層無法在那裡重建。焊接的高溫會改變接縫附近的金屬,削弱它的抗蝕能力。強酸則會直接把皮膜剝除。每一種情況的模式都一樣:鈍化層落敗,鏽就有了立足點。
這也是為什麼並非所有不鏽鋼都一樣,以及為什麼挑對等級很重要。你最常遇到的兩種是 304 與 316。316 等級多加了百分之幾的一種叫鉬(molybdenum)的金屬,讓它的鈍化層在對抗氯離子侵蝕時強韌許多,所以它是用於海事與海岸設備的那一種。304 等級比較便宜,很適合廚房與一般室內用途,但在含鹽的空氣中會比較快開始出現斑點。下表整理了兩者的差異。
| 特性 | 304 不鏽鋼 | 316 不鏽鋼 |
|---|---|---|
| 鉻 | ~18% | 16-18% |
| 鎳 | ~8% | 10-14% |
| 鉬 | 無 | 2-3% |
| 抗鹽/氯離子能力 | 良好 | 好得多 |
| 典型用途 | 廚房、室內、一般用途 | 海事、海岸、嚴苛化學環境 |
參考資料
- Corrosion properties – worldstainless(腐蝕特性-worldstainless)
- Iron contamination and rust staining on stainless steel – British Stainless Steel Association(不鏽鋼上的鐵污染與鏽斑-英國不鏽鋼協會)
- Pitting corrosion – facts and how to reduce the risk – Alleima(孔蝕-事實與如何降低風險-Alleima)
- What is 316 Stainless Steel? 304 vs 316 Stainless Steel Applications – Metro(什麼是 316 不鏽鋼?304 與 316 不鏽鋼的應用-Metro)
延伸閱讀
- 為什麼普通的鐵生鏽的速度比不鏽鋼快那麼多?
- 鹽與氯離子究竟是怎麼突破金屬保護層的?
- 生鏽或有污斑的不鏽鋼還能清理、修復嗎?
- 為什麼有些廚房水槽和餐具明明是不鏽鋼,卻還是會出現斑點?
- 為什麼有些金屬,例如黃金或鈦,幾乎完全不會被腐蝕?

