根據處理溫度的高低，鋼鐵的化學氧化可分為高溫化學氧化和常溫化學氧化。這兩種方法所用的處理液成分不同， 膜的組成不同，成膜機理也不同。
鋼鐵氧化處理的反應機理：
鋼鐵浸入溶液後，在氧化劑和堿的作用下，表面 生成Fe3O4氧化膜，該過程包括以下三個階段：
、鋼鐵表面在熱堿溶液和氧化劑（亞硝酸鈉等） 的作用下生成亞鐵酸鈉：3Fe＋NaNO2＋5NaOH ＝3Na2FeO2＋H2O＋NH3
2、亞鐵酸鈉進壹步與溶液中的氧化劑反應生成鐵 酸鈉：6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O=3Na2Fe2O4＋ 7NaOH＋NH3
3、鐵酸鈉（Na2Fe2O4）與亞鐵酸鈉（Na2FeO2） 相互作用生成磁性氧化鐵： Na2Fe2O4+Na2FeO2+2H2O= Fe3O4＋4NaOH
a. 鋼鐵高溫化學氧化
高溫化學氧化是傳統的發黑方法，采用 含有亞硝酸鈉的濃堿性處理液，在140℃左 右的溫度下處理15min～90min。高溫化學 氧化得到的是以磁性氧化鐵（Fe3O4）為主 的氧化膜，膜厚壹般只有0.5um－1.5um， 最厚可達2.5um。 氧化膜具有較好的吸附性。將氧化膜浸油或作其他後處理，其耐蝕性能可大大提高。 由於氧化膜很薄，對零件的尺寸和精度 幾乎沒有影響，因此在精密儀器、光學儀器、武器及機器制造業中得到廣泛應用。 經過發黑處理的各種零件。
b. 鋼鐵常溫化學氧化
鋼鐵常溫化學氧化壹般稱為鋼鐵常溫發黑， 這是80年代以來迅速發展的新技術。
與高溫發黑相比，常溫發黑具有節能、高效、操作簡便、成本較低、環境汙染小等優點。常溫發黑得到的表面膜主要成分是CuSe， 其功能與Fe3O4膜相似。
鋼鐵氧化處理的影響因素：適當控制Fe3O4的生成速度是鋼鐵化學氧化的關鍵 Fe3O4在各種飽和濃度下都有自己的臨界晶核尺 寸。Fe3O4的過飽和度愈大．臨界晶核尺寸愈小，能 長大的晶核數目愈多，晶核長大成晶粒並很快彼此相遇，從而形成的氧化膜比較細致，但厚度比較薄。 反之， Fe3O4的過飽和度愈小，則臨界晶核尺寸愈大，單位面積上晶粒數目愈少，氧化膜結晶粗 大，但膜比較厚。