钢铁防锈是一项重要的材料保护工作。常规的高温碱液处理、磷化等防锈处理工艺存在着环境污染等问题。研究和开发环保型钢铁防锈方法是具有重要经济价值和社会价值的工作。 本文研究低碳钢在高温湿氮气中处理生成防锈转化膜的工艺技术及科学规律。这种氧化处理非常经济且完全没有污染。通过正交试验，研究了处理温度、氮气加湿水温、反应时间、气体流量对氧化膜生成速度及保护性能的影响。研究发现对氧化膜生长影响最大的因素是反应温度。通过对不同温度下样品的性能检测，作出了温度、膜厚及机械性能的关系图，得到了最佳的工艺技术条件，即氮气加湿水温为80℃、气体流速为25ml/min，反应温度为560-575℃，处理时间为10min。 根据试样单位面积质量增重与反应时间的抛物线关系，推导出了反应速率与绝对温度之间关系式。只要知道样品处理的绝对温度，即可求出该处理温度下的氧化速率常数。另外，还求得了一定条件下的扩散势垒。 热重(TG)实验结果表明，碳钢试样在湿氮气中随温度升高质量增加，当温度达620℃时，试样增重速度加快。试样的XRD检测结果表明，低碳钢湿氮气氧化的氧化膜主相是Fe3O4。SEM观察显示，湿氮气法制备的氧化膜具有多孔结构。盐雾试验结果表明，湿氮气法处理的样片比碱液法具有更好的耐蚀性。据此，本文对高温湿氮气中低碳钢表面膜层的生长机理做了一些探讨。