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热轧过程氧化铁皮的产生 杨澄 (武汉钢铁公司热轧厂武汉430083) 摘要本文说明了氧化铁皮的产生过程和高温下氧化铁皮的机械性质，然后叙述了热轧后的表面外观(包括变 成均匀而光滑表面的情况、氧化铁皮沿宽度方向分断而产生裂纹的情况、氧化铁皮变成粉状而表面呈现红色的情 况)，最后得出了一些结论。 关键词氧化铁皮 热轧 表面产生 前言 进入=十一世纪以来，在四项精度已经稳定在高水平的今天，热轧带钢表面质量已经成为衡量热轧带钢 产品质量的主要指标之一。而氧化铁皮对带钢表面质量影响很大，减少氧化铁皮就成为改善产品质量的重 要组成部分。 1概述 由于钢材的热轧过程是在800～1200℃的高温中进行的，所以在加热或轧制过程中表面会产生氧化铁 皮。表面附着氧化铁皮就进行轧制是钢材表面受损伤的原因，通常用高压水除去氧化铁皮后进行轧制；但是 氧化铁皮不能完全除去，或者即使除去了也会立即再氧化，因而钢材表面经常是或多或少地附着氧化铁皮而 进行轧制。 热轧时轧辊与轧件问存在氧化铁皮．给热传导和表面形状带来很大影响．特别是由于氧化铁皮的变形 和破坏的形态，产生各种各样的表面损伤。 这里，介绍了普碳钢氧化铁皮的产生过程及其机械性质，更进一步。关于热轧时氧化铁皮的变形，分成均 匀延伸、产生裂纹和变成粉状等三种情况，对各种产生条件(氧化铁皮厚度、轧制温度、压下率等)和产生过 程，以必威体育精装版研究成果为中心进行解说。 2氧化铁皮的产生过程 为Fe0。，O那样的金属缺损的P型半导体，由于阳离子空孔浓度较高，所以Fe2+离子的扩散速度很快．这样 的结果，FeO层的厚度比其它2层厚，其比例为1000℃时FeO：Fq04：aFea03=95：4：1。 一般，氧化反应在铁皮较薄时由界面反应支配，速度与时问成直线关系；铁皮变厚时由铁皮中的离子的 扩散支配，速度与时间成抛物线关系．考虑热轧氧化铁皮的情况，有必要研究短时间内的氧化过程。在 940℃时在0．2～13秒的时间内低碳钢氧化时的铁皮厚度，即使是在如此短的时间里的氧化也按照抛物线法 则成长；也就是在如此短的时间的氧化里，离子的扩散频率很快；在长时问的氧化里能够使用一定的氧化速 度来预测氧化铁皮厚度。 在960℃时在3．5秒的时间内低碳钢氧化时的铁皮表面和断面。能够观察到表面有结晶和结晶产生的 凹凸。这个结晶是FeO，在这种条件下晶粒直径约8urn，厚度方向有1个结晶粒。温度越高，氧化时间越长。 晶粒越大。详细观察氧化铁皮的断面，FeO结晶的表面部分很薄，会变成Fe304。在这么短的时同内氧化产 生的氧化铁皮会变成层构造，FeO的比率和长时间氧化产生的厚氧化铁皮一样，约占95％。 一195— 3高温下氧化铁皮的机械性质 热轧过程中的氧化铁皮中FeO占大部分；有关FeO在高温下的机械性能，可以做拉伸试验、压缩试验和 弯曲试验进行调查。 Fe相等；而且用其它的试验方法，FeO在700℃以上也能够发生塑性变形。另一方面。进行了表面有氧化铁 皮的钢板在高温下的拉伸试验。在高温下加上拉伸变形，钢和附着物保持牯着状态进行延伸，在氧化铁皮晶 界上产生裂纹。 4热轧后的氧化铁皮 热轧后的表面外观，根据轧制温度、压下率、氧化铁皮厚度的变化分成以下3种情况： (1)变成均匀而光滑表面的情况 (2)氧化铁皮沿宽度方向分断，产生裂纹的情况 (3)氧化铁皮变成粉状，表面呈现红色的情况 以下对各种情况进行详细叙述。 4．1变成均匀而光滑表面的情况 热轧时氧化铁皮较薄，轧制后的表面光滑而且氧化铁皮也呈现延伸的样态。在约9006C时轧制前氧化 铁皮厚度分别为1．8，3．5，6．8um，压下率为5～50％的试验中压下率与轧制后氧化铁皮厚度的关系。随着 压下率变大，轧制后氧化铁皮厚度变薄；压下率为100％时，轧制后氧化铁皮厚度为0；氧化铁皮与轧材以相 等的比例延伸。 铁皮厚度基本上一定。裂纹也役有了。随着温度的降低，沿氧化铁皮厚度方向的裂纹变多；特别是在600(2 以下贯穿厚度方向的裂纹有很多；在200(2时变得粉碎，在700℃以下的氧化铁皮脆性破裂相对应。 但是，详细观察高温下的轧制过程，也有细微的破裂；特别是当轧辊表面粗糙度较小和使用轧制油等润 滑条件良好的情况，可以明显观察到破裂的情况。轧制前氧化铁皮厚度为12urn，表