三氧化二铁。

这是因为在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子和氢氧根离子，再加上与空气中的氧气发生反应，在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁因失去电子而被氧化。

综上，电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。