不管銹層的構(gòu)成物質(zhì)或其化學(xué)、電化學(xué)性質(zhì)如何，銹層的連續(xù)性好，就是說(shuō)裂紋或保護(hù)性差的部分少，是使銹層具有良好耐蝕性的不可缺少的條件。對(duì)銹層織構(gòu)的關(guān)注是研究耐候鋼耐蝕機(jī)理的另一個(gè)切入點(diǎn)。
金屬的大氣腐蝕，除了例外的情況，基本上是通過(guò)水和空氣中的氧進(jìn)行的，可是大氣中存在二氧化硫或氯離子時(shí)，能夠加速多數(shù)金屬的大氣腐蝕，尤其在鐵或鋼上，它們的作用更大。鐵或鋼的大氣腐蝕速度取決于其表面上生成的銹層的保護(hù)性，更取決于二氧化硫或氯離子對(duì)銹保護(hù)性的惡劣影響。當(dāng)然，可以認(rèn)為耐候鋼中含有的有效合金元素具有阻止腐蝕促進(jìn)物質(zhì)的作用和防止降低銹層保護(hù)性的作用。
如2.3.1節(jié)所引用的那樣，1921年Richardson曾經(jīng)說(shuō)過(guò)銹的影響在決定耐候性上是重要的，然而盡全力進(jìn)行了添加各種合金元素低合金鋼大氣暴曬試驗(yàn)的美國(guó)的Copson, 根據(jù)大氣中耐候性優(yōu)異鋼的銹層顏色發(fā)暗（較黑）、組織（織構(gòu)）細(xì)膩、薄而黏附性好的特征，于1945年給出了如下的考慮方法。過(guò)去的說(shuō)法幾乎沒(méi)有實(shí)際證據(jù)，雖然是非常定性的說(shuō)法，但是至今為止，既沒(méi)有取代這種說(shuō)法的考慮方法，也沒(méi)有否定的數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為是表示耐候鋼耐蝕性基本特性的說(shuō)法。
反應(yīng)（z)的生成物是堿性硫酸鐵。
反應(yīng)（x)的銹具有不溶性，反應(yīng)（y)的生成物具有可溶性。可溶性的成分由于被雨沖洗，使銹變成多孔質(zhì)。反應(yīng)（x)的腐蝕生成物的可溶性位于它們中間，隨著y/x比的增大，可溶性增大。銅或鎳等被含在鋼中，當(dāng)它們進(jìn)入銹中時(shí)，銹不是單一的堿性硫酸鐵，而是形成Fe、Cu、Ni等的堿性硫酸鹽，使可溶性降低。Copson認(rèn)為低合金鋼就是這樣使銹的保護(hù)性增大。
他在大氣暴曬試驗(yàn)架上，通過(guò)水滴滴落在傾斜鋼試片銹層上的擴(kuò)散方法，比較了銹的致密性。經(jīng)24天暴曬鋼的銹表面，缺乏耐候性的鋼，水滴滲人擴(kuò)展成橢圓形（橫約5cm,縱約7.5cm),相反水滴在耐候性好的鋼表面上快速流下積存在下端，幾乎不擴(kuò)展。中間耐候性的鋼，水滴雖然流動(dòng)了但是不能到達(dá)下端。經(jīng)3年暴曬的鋼材，隨著時(shí)間的推移逐漸地被后續(xù)的腐蝕生成物填補(bǔ)了細(xì)孔，所以任何鋼都增大了銹的致密性，由于鋼的化學(xué)成分不同其程度也不同，在耐候性差的鋼的表面上，雖然水滴有流動(dòng)的傾向但是有相當(dāng)程度地滲透擴(kuò)展，相反在耐候性好的鋼的表面上，水滴擴(kuò)展少，既不滲入也不流動(dòng)大體停留在最初的位置上。
通過(guò)添加有效合金元素降低銹中堿性硫酸鹽的溶解性的考慮方法所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是耐候性越好的鋼，銹中SO4的分析濃度（％）越高。這是Copson用約20種鋼在工業(yè)地區(qū)（Bayonne,N.J.)進(jìn)行為期3年大氣暴曬試驗(yàn)（鐵錠、含銅鋼、Cu-P鋼、低鎳鋼4組試制鋼。腐蝕量11.4~182.8g(試片尺寸約100mmx150mm)、試片后面松散的銹中的SO4含量0.94%~4.64%。），最早發(fā)現(xiàn)的完全反相關(guān)關(guān)系，同樣的關(guān)系也在英國(guó)鐵鋼協(xié)會(huì)的研究或松島等的研究中發(fā)現(xiàn)，圖 2-11 示出了松島等的結(jié)果。
松島等為了更具體更定量地說(shuō)明Copson的考慮方法，進(jìn)行了大氣暴曬耐候鋼和碳素鋼的銹層分析。在實(shí)驗(yàn)室里，將經(jīng)過(guò)9~25個(gè)月大氣暴曬已經(jīng)形成銹層的耐候鋼和碳素鋼的表面，與含有放射性SO2(S-35標(biāo)記）約10x10-4%(10ppm)的空氣作用，研究了試片上的SO2的收進(jìn)量和被收進(jìn)的SO2(作為SO4根存在）的水淋浴的流出行為，并且還研究了由含有放射性S的鋼通過(guò)腐蝕生成的SO4根在銹中的行為。
主要結(jié)果歸納如下：
（1). 大氣暴曬后的鋼表面把大氣中二氧化硫作為SO2-4收進(jìn)的能力取決于銹的量和化學(xué)組成。
（2). 在耐候鋼上生成的銹可以抑制（1)的過(guò)程。
（3). 其抑制力隨著暴曬時(shí)間延長(zhǎng)而增大。
（4). 從銹層流出SO2-4,在耐候性差的鋼上不一定更容易。
（5). 雖然耐候性好的鋼銹層中SO2-4根的含有率大是事實(shí)，可是其每單位面積的銹量少，因此單位面積的SO2-4根的絕對(duì)量（銹量x含有率）耐候鋼和碳素鋼大體相同。
（6). 鋼中的S隨著腐蝕變成為SO2-4,其中一部分停留在銹中，可是其量與環(huán)境帶來(lái)的量相比可以忽略不計(jì)。
如果根據(jù)以上的結(jié)果考慮物質(zhì)平衡，耐候鋼中的SO2-4根含有率高是不恰當(dāng)?shù)摹Ｈ绻妓劁摯罅课者M(jìn)二氧化硫,通過(guò)雨水流出和耐候鋼一樣不變化，那么銹中的SO2-4SO4根的絕對(duì)量應(yīng)該是碳素鋼多，可是這與事實(shí)相反。
松島等推論，可能由于碳素鋼腐蝕大，銹容易剝離，形成巢后不容易被洗掉的SO2-4根的一部分和銹同時(shí)失去了。這樣碳素鋼銹中SO2-4根的絕對(duì)量和耐候鋼一樣雖然沒(méi)有變化，但是因?yàn)殇P的量多在濃度上降低了，該研究沒(méi)能夠證實(shí)Copson所提出的耐候性高的鋼材中堿性硫酸鐵不溶解的說(shuō)法。
不僅限于鋼，金屬在大氣中腐蝕時(shí)，存在有比較固定的斑點(diǎn)狀的陽(yáng)極（前述的巢），或者形成凸凹的腐蝕面，或者生成分散的小蝕孔。因?yàn)檫@些凹處或小蝕孔比別的部位腐蝕大，伴隨在那部分所生成的陽(yáng)極電流，構(gòu)成電解質(zhì)環(huán)境物質(zhì)中的陰離子就儲(chǔ)存在凹處或蝕孔里，這是學(xué)習(xí)電化學(xué)時(shí)人所共知的事實(shí)。
例如，第二次世界大戰(zhàn)初期的1939年，英國(guó) Cambridge的Fitzwilliam博物館為了避免珍藏品在戰(zhàn)火中損失和丟失，曾把它們疏散到別的地方。1945年戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后博物館恢復(fù)展覽時(shí)，約500件古代青銅美術(shù)品出現(xiàn)了異常。覆蓋其表面的青綠色穩(wěn)定腐蝕生成物（銅綠，堿性硫酸銅或者堿性氯化銅）被破壞成斑點(diǎn)狀，開(kāi)始生成凹孔。這是因?yàn)樵谑枭⒅邪b箱的充填材料使用了刨花，刨花里含有的醋酸溶解了銅綠生成了腐蝕孔，同時(shí)醋酸離子儲(chǔ)存在腐蝕孔里。醋酸通過(guò)腐蝕作用生成硫酸銅，可是硫酸銅和空氣中的碳酸氣反應(yīng)變成缺乏保護(hù)性的碳酸銅。通過(guò)這個(gè)反應(yīng)，醋酸再生繼續(xù)進(jìn)行腐蝕反應(yīng)。
由于古代美術(shù)品清洗后不能除去凹處（巢）的醋酸離子，所以這一問(wèn)題沒(méi)有得到解決。然而Evans采用的方法可以說(shuō)是腐蝕科學(xué)的一次勝利，就是把腐蝕部分用電解質(zhì)溶液局部潤(rùn)濕，在其中強(qiáng)制壓上細(xì)鋅棒，通過(guò)在青銅形成上鋅的陽(yáng)極反應(yīng)把醋酸離子吸引到鋅上進(jìn)行沖洗。Evans的這種方法解決了問(wèn)題。鋼在被SO2污染的大氣中腐蝕時(shí)，從作為腐蝕促進(jìn)物質(zhì)起作用的SO2變成了SO2-4,并聚集在腐蝕面的凹處，這將會(huì)降低那部分銹層的保護(hù)性。另外，由于SO2-4作為硫酸起作用促進(jìn)腐蝕反應(yīng)，所生成的Fe2(SO4)3加水分解后變成銹和硫酸，所以認(rèn)為再生后硫酸的腐蝕作用能夠反復(fù)進(jìn)行。
因此就有了在鋼表面上所收容的SO2被沖洗或者形成難溶性化合物等，在未顯示腐蝕作用之前，求出了使20個(gè)原子以上的鐵發(fā)生腐蝕的物質(zhì)平衡的例子。
Schwarz(1965年）通過(guò)顯微鏡觀察斷面，直接證實(shí)了SO2-4潛伏在腐蝕后鋼表面凹處。他把在Stuttgart 大氣暴曬半年后的2mm.厚的碳素鋼，用鋼絲刷從反面仔細(xì)刷去，使試片彎曲，剝離除去致密的銹層時(shí)，發(fā)現(xiàn)在鋼表面上有直徑約0.5mm白色或者淺黃色的斑點(diǎn)，它們以0.5mm的間隔大量存在著。分析結(jié)果證明，這些是硫酸亞鐵（FeSO4),滴上約5%的黃血鹽溶液后這些斑點(diǎn)呈藍(lán)色，這是在約40倍顯微鏡下觀察的。進(jìn)一步對(duì)觀察由銹形成的小銹斑部分的斷面，發(fā)現(xiàn)腐蝕銹斑的下面已變成凹坑，一旦與黃血鹽溶液發(fā)生作用則凹坑底部就呈現(xiàn)藍(lán)色。這表明硫酸亞鐵存儲(chǔ)在凹坑的底部。
Schwarz已把這樣的凹坑稱(chēng)為硫酸亞鐵巢。最早使用了巢（nest)這一術(shù)語(yǔ)的人據(jù)筆者所知是Schwarz 。他在第2篇報(bào)告中考察了這種巢的理論意義。在硫酸亞鐵下的鋼表面上氧氣達(dá)不到，是不附著氧化鐵的裸露狀態(tài)，發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)鋼被溶解，根據(jù)SO2-4離子的遷移率約是Fe2+離子的1.5倍，每失去5個(gè)鐵原子在巢部就有3個(gè)分子的FeSO4生成，因?yàn)閜H值低，所以不容易生成不溶性的硫酸亞鐵。
因此，Schwarz沒(méi)有考慮硫酸亞鐵加水分解所引起的硫酸的再生，對(duì)為什么巢部分的銹保護(hù)性小沒(méi)有給予明確的說(shuō)明。像Schwarz那樣，即使硫酸亞鐵結(jié)晶不暴露出來(lái)，也可以用刷子等把鋼表面的松銹除掉，把在黃血鹽溶液中浸過(guò)的濾紙短時(shí)間貼到致密的銹上，通過(guò)腐蝕在巢中生成的Fe2+和黃血鹽起反應(yīng)，根據(jù)在濾紙上顯現(xiàn)出藍(lán)色的點(diǎn)來(lái)檢測(cè)巢的分布，從而說(shuō)明巢上面的銹的保護(hù)性比其他部分差。有關(guān)巢的示意圖示于書(shū)后資料4的圖15。
松島等用放射性的SO2-4(S-35)證明了由于腐蝕反應(yīng)SO2-4通過(guò)銹層集中在巢的部分，同時(shí)用放射線自顯影技術(shù)顯示出了耐候鋼及碳素鋼銹層的缺陷或者巢的分布在大氣暴曬期間是如何變化的。
他們把在川崎市（工業(yè)地區(qū)）經(jīng)過(guò)7個(gè)月至4年大氣暴曬后的耐候鋼及碳素鋼的試片，通過(guò)刷光除去浮銹之后，在0.1MNa2SO4溶液（S-35)中浸泡5~60min,自然干燥后緊貼在X射線膠片上保持1~7天.
放射線自顯影的膠片已全面地受到輕度的感光（黑化），并顯現(xiàn)出直徑約1mm的強(qiáng)感光點(diǎn)，這表明在與這些感光點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的位置上集中了SO2-4.出現(xiàn)這種現(xiàn)象的部位是銹層保護(hù)性差的部位，這部分在浸泡中發(fā)生了陽(yáng)極反應(yīng)。運(yùn)用這種方法可以對(duì)形成陽(yáng)極的部位進(jìn)行檢驗(yàn)，作者強(qiáng)調(diào)：黑點(diǎn)以外部分感光非常弱，健全的銹層部分溶液是不容易滲透的，就是說(shuō)銹層能夠很好地遮蔽外界物質(zhì)。因?yàn)楦g幾乎是在銹層缺陷部分（巢部）進(jìn)行的，所以把它形容為“外界的水侵人銹層不是像水滲入海岸的砂子那樣進(jìn)行的，而是像從開(kāi)孔的水桶漏出水那樣進(jìn)行的。”遺憾的是放射線自顯影照片上的黑點(diǎn)是否與標(biāo)準(zhǔn)的鐵銹試驗(yàn)結(jié)果一一對(duì)應(yīng)，在該報(bào)告中還沒(méi)有充分證實(shí)。
用這個(gè)方法求出的黑點(diǎn)數(shù)或分布，如圖2-12所示，暴曬7個(gè)月耐候鋼、碳素鋼都以同樣的密度大量存在，然而暴曬1年時(shí)在耐候鋼中的黑點(diǎn)數(shù)非常少，相反在碳素鋼中黑點(diǎn)數(shù)雖然減少但仍相當(dāng)多。經(jīng)過(guò)4年暴曬的耐候鋼黑點(diǎn)幾乎不存在了。就是說(shuō)，在耐候鋼上生成的巢容易鈍化。
上述試驗(yàn)與根據(jù)銹的外觀（致密度、發(fā)黑度）所判斷的銹層穩(wěn)定性的結(jié)論非常一致。如果比較碳素鋼7個(gè)月和1年的放射線自顯影照片的結(jié)果，雖然黑點(diǎn)數(shù)隨著時(shí)間增長(zhǎng)而減少，可是黑點(diǎn)尺寸卻長(zhǎng)大，這證明了Schwarz所說(shuō)的巢的成長(zhǎng)（合并）。
Schwarz和松島等把銹層具有的保護(hù)性、致密性研究重點(diǎn)放在在巢，以及銹層的缺陷、不連續(xù)部位上，而其他研究者是從構(gòu)成致密性物質(zhì)是什么的角度，對(duì)非晶質(zhì)銹層進(jìn)行了詳細(xì)的研究。同時(shí)期獨(dú)立進(jìn)行研究的岡田等和增子等是這方面的先驅(qū)。有趣的是，這些研究報(bào)告和松島的研究]同時(shí)在1967年10月（昭和42年）于札幌召開(kāi)的日本鋼鐵協(xié)會(huì)秋季講演大會(huì)上發(fā)表，這成為了以后擴(kuò)大人們對(duì)耐候鋼銹層研究興趣的契機(jī)。
增子等對(duì)耐候鋼的銹層從1965年（昭和40年）開(kāi)始就抱有興趣，曾經(jīng)與鋼鐵業(yè)的研究者交換過(guò)各種意見(jiàn)，盡管耐候鋼和碳素鋼初期銹的發(fā)生狀況、被鑒定的構(gòu)成物質(zhì)等沒(méi)有差別，可是只要在鋼中含有Cu、Cr、P等元素，長(zhǎng)期銹層的保護(hù)性則有很大差別。就這一問(wèn)題，增子等把膠體化學(xué)的基礎(chǔ)研究作為目的，在實(shí)驗(yàn)室里從與銹類(lèi)似的水和氧化物凝聚體是怎樣形成的這一問(wèn)題開(kāi)始進(jìn)行了研究。
增子等把鐵或銅的鹽溶液和苛性堿的水溶液混合，制作的氫氧化物認(rèn)為是不形成“和銹類(lèi)似”的水合氧化物的凝聚體。就是說(shuō)，從金屬離子供給和環(huán)境物質(zhì)供給的某一界面的相反側(cè)緩慢地進(jìn)行，如果在界面上不形成具有不均勻的層狀組織的水合氧化物粒子的二次凝聚體的話，就不能形成和銹類(lèi)似的物質(zhì)。他們注意到R.E.Liesegang(1869~1947年）所發(fā)現(xiàn)的“Liesegang環(huán)”。這就是膠體中溶解電解質(zhì)，把和它反應(yīng)生成沉淀的電解質(zhì)作為其他相加在膠體上時(shí)，通過(guò)后者的擴(kuò)散、反應(yīng)，留出一定的間隔生成的環(huán)狀沉淀層。
增于等把3~5N的苛性鈉溶液放到試管里，然后緩慢地加入1M的金屬鹽溶液，由于密度的關(guān)系，在沒(méi)有混合之前突然在二液界面上生成薄膜使混合不能進(jìn)行，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間就在最初的界面上形成水合氧化物凝聚體的殼。由于這是二次凝聚體，與銹層很相似，可以作為固體取出來(lái)，所以他們把它稱(chēng)為“人工銹”。
在銅離子作用的研究上，用改變了組成的FeCl3-FeCl-CuCb溶液制作了人工銹，對(duì)所獲得的人工銹進(jìn)行了X射線衍射。以人工銹生成速度作為標(biāo)準(zhǔn)求出了堿的消耗量。
與CuCl2不存在時(shí)相比，加入的1mol%少量的CuCl2具有以下效果：（1)能減緩堿的透過(guò)速度；（2)能阻止尖晶石型氧化物的成長(zhǎng)；（3)提高了強(qiáng)度不容易崩壞等。少量的Cu2+的存在把Fe3O4變成X射線非晶質(zhì)的這一發(fā)現(xiàn)，可以說(shuō)是該項(xiàng)研究中的最大成果。
另一方面，岡田等的研究證實(shí)在通過(guò)大氣暴曬生成的耐候鋼的銹層中存在有非晶質(zhì)層，已成為耐候鋼銹層的致密性的內(nèi)容。就是說(shuō)，在直交尼科爾棱鏡下進(jìn)行顯微鏡觀察時(shí)，在戶畑（工業(yè)地區(qū)）經(jīng)5年暴曬的耐候鋼（高磷系）的銹層斷面上，發(fā)現(xiàn)在外層有紅或黃色的偏光層，鄰接基體有消光層（圖2-13),根據(jù)X射線衍射的結(jié)果，推定外層是α或者γ(區(qū)別比較困難）的FeOOH,推斷內(nèi)層是Fe3O4及X射線非晶質(zhì)物質(zhì)。
根據(jù)在耐候鋼的內(nèi)層（消光層）上大量含有Cu、Cr、P、并且比碳素鋼內(nèi)層連續(xù)性好這一結(jié)論可得出，因?yàn)樵谀秃蜾摰姆€(wěn)定銹層的下層，均勻覆蓋著由Cu、Cr、P的作用所生成的非晶質(zhì)尖晶石型氧化鐵，它切斷了后續(xù)的腐蝕反應(yīng)，所以使耐候性提高了。
與耐候鋼銹層保護(hù)性相關(guān)，同時(shí)由兩個(gè)研究組通過(guò)完全不同的研究方法發(fā)表的非晶質(zhì)銹層研究報(bào)告，非常引人注目。根據(jù)“Liesegang 環(huán)”想法提出的人工銹方法，以及在礦物檢測(cè)中使用的光顯微鏡觀察銹層的方法，可以說(shuō)每個(gè)都是非凡的構(gòu)思。
對(duì)耐候鋼非晶質(zhì)銹特征的描述，很多人進(jìn)行過(guò)嘗試。在岡田等進(jìn)行研究時(shí)，能夠用于銹結(jié)構(gòu)分析的方法只有X射線衍射。以后，紅外線光譜、拉曼光譜、穆斯堡爾效應(yīng)等能夠用于銹層分析，這。些是三澤以及很多人努力的結(jié)果。但是，用這些方法獲得的數(shù)據(jù)不容易解釋?zhuān)匠鼋Y(jié)果前需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，現(xiàn)在研究還正在繼續(xù)進(jìn)行。
關(guān)于三澤等的研究已在2.3.2節(jié)的銹的特征描述部分多少接觸過(guò)，下面重點(diǎn)就耐候鋼借助Cu、P等合金元素的作用形成保護(hù)性良好的銹的織構(gòu)，介紹他們研究的結(jié)果。
1971年（昭和46年）三澤等發(fā)表了在銹層上用含有遠(yuǎn)紅外線的紅外線吸收光譜的研究結(jié)果。在這里注意到用X射線檢定非晶質(zhì)只能檢驗(yàn)微細(xì)的8-FeOOH.用紅外光譜法研究在工業(yè)地區(qū)或城市大氣中經(jīng)過(guò)9~43個(gè)月暴曬后的耐候鋼及碳素鋼的銹，已鑒定過(guò)α、β、Y、8-FeOOH及Fe3O4,然而8-FeOOH大致在50%以上而且最多。他們認(rèn)為已經(jīng)形成了岡田等所說(shuō)的非晶質(zhì)層。8-FeOOH的量雖然在碳素鋼、耐候鋼中大致相同，可是他們認(rèn)為耐候鋼的耐候性是通過(guò)這種8-FeOOH在內(nèi)部連續(xù)生成給予的。然后，根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室里研究8-FeOOH的生成行為所獲得的知識(shí)，得出了如下的結(jié)論。
鋼在像大氣那樣大致中性的環(huán)境中被腐蝕時(shí)，首先生成的是羥基亞鐵絡(luò)合物，然而在通常的濕性環(huán)境下它被氧化成為γ-FeOOH,并且，γ-FeOOH的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)閍-FeOOH.生成8-FeOOH羥基亞鐵絡(luò)合物有3種情況：（1)在干燥狀態(tài)下被空氣氧化；（2)被H2O2之類(lèi)的強(qiáng)氧化劑氧化；（3)與Cu2+或PO4-離子共存（觸媒作用）。耐候鋼被大氣中的SO2產(chǎn)生的H2SO4腐蝕時(shí)，由于與羥基亞鐵絡(luò)合物同時(shí)生成Cu2+、PO4-,鄰接基體形成了致密而且連續(xù)性好的8-FeOOH保護(hù)層。相反，碳素鋼銹的外層是（1)的狀態(tài)，可能是通過(guò)（2)生成8-FeOOH,所以黏附性、連續(xù)性都不好。
他們認(rèn)為腐蝕進(jìn)行到Cu2+、PO4-在基體附近充分儲(chǔ)存，形成良好的內(nèi)層之前，需要2~3年，并且，干濕交替在干燥時(shí)生成8FeOOH,所以對(duì)銹的穩(wěn)定化有利。
三澤等進(jìn)一步研究，在實(shí)驗(yàn)室里向過(guò)氯酸亞鐵中加苛性鈉調(diào)制的X射線非晶質(zhì)的化合物，用遠(yuǎn)紅外線及紅外線光譜檢查，顯示出與8-FeOOH很相似的光譜，即在遠(yuǎn)紅外線領(lǐng)域這種化合物與無(wú)定形堿式氫氧化鐵很一致。根據(jù)化學(xué)分析及紅外線光譜的分析，其組成是FeOx(OH)3-2x,用上述方法制作的這種化合物x=0.4.
另一方面，在田園地區(qū)經(jīng)2.5年大氣暴曬的碳素鋼及耐候鋼（高P系）的內(nèi)外層銹中的X射線非晶質(zhì)物質(zhì)的紅外線吸收光譜，與上述的FeOz(OH)3-2x一致。同時(shí)鑒定有α及γ-FeOOH,不存在＆－FeOOH、Fe;O4,并且，在耐候鋼的內(nèi)層及外層的銹中含有相當(dāng)多的H2O.還有一種傾向，任何鋼中的γ-FeOOH在內(nèi)層較多，a-FeOOH和無(wú)定形堿式氫氧化物在外層多。在數(shù)量上γ-FeOOH在耐候鋼中多，a-FeOOH和無(wú)定形堿式氫氧化物在碳素鋼中多。
在從中性到微酸性的大氣腐蝕條件下，首先生成的是γ-FeOOH.γ-FeOOH在只由Fe(II)溶液時(shí)不能生成，需要有Fe(II)溶液共存，所以在這種場(chǎng)合，不能夠由其他途徑生成。由此，γ-FeOOH在內(nèi)層較多。無(wú)定形堿式氫氧化鐵和a-FeOOH只要不是高堿性就不會(huì)由Fe(II)溶液生成，所以它們能夠生成的惟一途徑是已經(jīng)生成的γ-FeOOH溶解、再沉淀。如果有SO2的作用，則可能溶解γ-FeOOH.這是因?yàn)樵阡P的外層容易生成，所以無(wú)定形堿式氫氧化鐵和a-FeOOH在外層較多。
他們推論在上述銹層形成機(jī)理作用下的耐候鋼銹層，通過(guò)Cu、P、Cr在內(nèi)部均勻分布促進(jìn)了均勻溶解，使γ-FeOOH在內(nèi)層生成的無(wú)定形堿式氫氧化鐵·變得均勻。在耐候鋼內(nèi)層中有相當(dāng)多的化合水與無(wú)定形銹結(jié)合在一起，所以銹不干而致密，這種致密性抑制了來(lái)自外部的供給水分，使無(wú)定形銹層生成速度減慢，與碳素鋼相比含有量減少。
這種推論雖然尚需要進(jìn)一步證實(shí)，但是卻意味非常。特別對(duì)具有耐候鋼特征的保護(hù)性內(nèi)層銹的形成，需要γ-FeOOH的溶解，由此暗示出其機(jī)理是來(lái)自SO2的酸起到了有效的作用。如果考慮耐候鋼在田園地區(qū)沒(méi)有顯示很大的差別，在臨海地區(qū)也沒(méi)有良好的特性，而在工業(yè)地區(qū)卻能發(fā)揮出最大效果，那么這很可能是這樣的酸在本質(zhì)上起到了重要的作用。
三澤等的上述學(xué)說(shuō)在1974年（昭和49年）發(fā)表，然而從那時(shí)起約20年后的1993年，又有了一個(gè)很大的發(fā)展。這就是他們?cè)谘芯抗I(yè)地區(qū)經(jīng)過(guò)26年長(zhǎng)期暴曬的耐候鋼及碳素鋼的銹層時(shí)，據(jù)說(shuō)任何鋼的銹層中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)所謂的非晶質(zhì)銹，耐候鋼的穩(wěn)定銹層主要是由a-FeOOH構(gòu)成的。
被提供試驗(yàn)的耐候鋼（高磷系）的銹層已完全穩(wěn)定化，外觀呈黑褐色，浮銹幾乎不存在。用偏光顯微鏡觀察黏附的銹層斷面時(shí)，消光層占有大部分,并且用透過(guò)型電子顯微鏡觀察時(shí)，a-FeOOH的粒子微細(xì)直徑在10nm以下，與數(shù)百納米的碳素鋼的場(chǎng)合相比非常致密。
在耐候鋼穩(wěn)定銹層中，含鉻約3%,而銅和磷只微量存在。報(bào)告者根據(jù)這一點(diǎn)認(rèn)為，耐候鋼的穩(wěn)定銹層通過(guò)鉻顯著地抑制了結(jié)晶的成長(zhǎng)。銅和磷在銹生成初期可能有使銹致密化的效果或有促進(jìn)銹生成和相變的效果，但長(zhǎng)期暴曬后沒(méi)有直接的效果。在口頭回答提問(wèn)時(shí)，他們認(rèn)為銅和磷通過(guò)雨水流出,那么設(shè)定初期在內(nèi)層濃縮就是不可思議的。
該問(wèn)題暫且不論，這個(gè)報(bào)告的最主要的論點(diǎn)是穩(wěn)定銹層或者消光層主要是由a-FeOOH構(gòu)成的。如上述的三澤等提出的銹層生成過(guò)程圖所表示的那樣，認(rèn)為a-FeOOH是大氣中銹的最終穩(wěn)定生成物，長(zhǎng)期暴曬之后非晶質(zhì)銹變成穩(wěn)定化合物的說(shuō)法是可以理解的。
另外，木平等也研究了在城市郊外經(jīng)過(guò)19年大氣暴曬的耐候鋼（高磷系、低磷系）的銹層。與三澤等的結(jié)果不同，他們看到了在內(nèi)層上有Cr、Cu的濃縮，在高磷系銹層和基體的界面上有磷的濃縮，并且主要注意了磷的行為。對(duì)于有問(wèn)題的內(nèi)層銹的結(jié)構(gòu)分析，雖然出示了激光拉曼光譜，可是幾乎沒(méi)有涉及。從印象來(lái)說(shuō)是以非晶質(zhì)銹作為前提進(jìn)行敘述的，但至少?zèng)]有a-FeOOH是主體的數(shù)據(jù)。
關(guān)于長(zhǎng)期暴曬銹的穩(wěn)定銹層結(jié)構(gòu)物質(zhì)是否是α-FeOOH,尚沒(méi)有定論。如果能由幾個(gè)研究機(jī)構(gòu)提出幾種不同經(jīng)歷的長(zhǎng)期暴曬試樣的數(shù)據(jù)，那么獲得這一結(jié)論的那一天，是可以期待的。正如三澤于1983年(資料4)及1988年在關(guān)于大氣銹的總論中，以及于1994年三澤任委員長(zhǎng)的腐蝕防腐協(xié)會(huì)在關(guān)于耐候鋼技術(shù)分會(huì)報(bào)告書(shū)的總結(jié)“未解決的問(wèn)題及今后的課題－為了耐候鋼的進(jìn)一步發(fā)展”中所說(shuō)的那樣，對(duì)耐候鋼銹本質(zhì)的研究是長(zhǎng)期的，雖然已有種種的數(shù)據(jù)、知識(shí)、方案，但是距搞清楚它的全貌仍相差很遠(yuǎn)，但愿不要留待21世紀(jì)解決。
