低碳钢在空气中加热至575~1370℃时,因高温氧化在刚才表面会产生高温氧化皮.厚度和成分取决于加热的持续时间和温度.高温氧化皮里层为黑褐色的FeO,是结构疏松过孔的洁净组织,各晶粒之间互相联系薄弱,并且易被破坏.中间层为Fe3O4,较为致密,无孔无裂纹,会形成剥离状断口.最外层是Fe2O3,结构致密,是尖晶石结构.一般氧化皮以FeO为主,Fe2O3 含量最少.氧化皮中每一层的含量并不固定,一般的比例如下：
FeO 40%~95%
Fe3O4 5%~60%
Fe2O3 10%
在较低的温度（400~575℃）形成的氧化皮,其氧化皮仅由Fe3O4 和Fe2O3 组成,而没有FeO层,因为FeO低于575℃时的状态不稳定,低温氧化皮是开裂多孔的 .
氧化皮是惰性材料,如果能很好的黏附在钢铁表面,可能是较好的保护层.但是氧化皮的保护并不可信任.它的表层为化学性质较稳定的Fe2O3 ,中层是Fe3O4 ,紧贴金属的为FeO,在水和氧的作用下,很容易生成氢氧化物.加上外界温度的变化、机械作用等,性质较脆的氧化皮会很快剥落.
各种氧化皮相对裸钢而言是阴极.当钢板被氧化皮部分覆盖而面临腐蚀时,作为阴极的氧化皮并不腐蚀,而被作为阳极的钢板所保护.在海水中,与钢相比,可与产生0.4V的电位差.因此在氧化皮破裂的地方,腐蚀发生在阳极表面上,钢板遭受腐蚀,通常呈现非常深的点蚀.除去氧化皮做好的方法是喷砂处理和酸洗处理.
