氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程,氧由表面向铁的内部扩散,而铁则向外部扩散。外层氧的浓度大,铁的浓度小,生成铁的高价氧化物;内层铁的浓度大,而氧的浓度小,生成氧的低价氧化物。所以氧化铁皮的结构是分层的。一般氧化铁皮的层次有三层:最外一层为Fe2O3 ,约占整个氧化铁皮厚度的10%,其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落;并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用;第二层是Fe2O3和FeO的混合体,通常写成Fe3O4,约占全部厚度的50%;与金属本体相连的第三层是FeO,约占氧化铁皮厚度的40% ,FeO的性质发粘,粘到钢料上不易除掉。