不锈钢带氧化铁皮的性质与厚度

不锈钢知识
由于不锈钢带表面的氧化铁皮的性质会显著影响其酸洗速度,所以如果想要从氧化铁皮的角度来提高酸洗速度,就有必要了解与酸洗处理相关的氧化铁皮性质。

由于不锈钢带表面的氧化铁皮的性质会显著影响其酸洗速度,所以如果想要从氧化铁皮的角度来提高酸洗速度,就有必要了解与酸洗处理相关的氧化铁皮性质。

不锈钢带卷

不锈钢带卷

不锈钢带表面氧化铁皮的紧密度

氧化铁皮内层主要疏松且多孔的细结晶组织、各晶粒之间互相联系非常薄弱且容易被破坏,这层叫做富氏体的组织主要是由氧化亚铁形成;具有致密、无孔与裂缝特性的,表现为玻璃状断口的中间层的成分是磁性氧化铁;外层则是结晶构造的氧化铁成分。所以在不锈钢带冷却期间结构发生变化时,在铁皮中就会形成裂纹与气孔,这为酸洗工作提供了有利的条件基础。

不锈钢带表面氧化铁皮的内应力

不锈钢带表面在形成氧化铁皮时,其体积会增大,例如形成富氏体组织时,体积会增大1.76倍;形成Fe2O3及Fe3O4时,体积增大分别为2.1倍和2.4倍。因为体积的增大,所以在平行于不锈钢带表面的方向上会形成一种压应力,同时还会形成一种力图使氧化铁皮从不锈钢带表面上剥落的拉应力。当这些内应力低于氧化铁的强度时,氧化铁皮就会形成裂缝;当内应力高于氧化铁皮与不锈钢带表面的附着力时,氧化铁皮就会从不锈钢带表面上脱落下来,这就有利于使用机械方法破碎氧化铁皮。

氧化铁皮内应力的大小和不锈钢带的表面状态相关,不锈钢带的表面越粗糙,其中的内应力就会越大,氧化铁皮破碎与脱落的可能性也就会越大。比如不锈钢带钢的炉生铁皮与粗轧过程中形成的氧化铁此非常容易被清除掉就是这种原因。

不锈钢带表面氧化铁皮在不锈钢带表面的附着力

各类氧化铁皮和基体铁的附着力是不一样的。附着力的高低,通常使用破坏应力来衡量,附着力越大相应的破坏力也就越大,附着力越低那么破坏应力就会越低。氧化亚铁的破坏力大概是0.4Mpa;Fe3O4的破坏力大概是40Mpa;Fe2O3的破坏应力大概是10Mpa。因为氧化铁皮和基体铁的附着力越大,氧化铁皮就越难从基铁上脱落,所以,从附着力的大小上可看出,FeO的附着力最小,其是氧化铁皮中最容易被除掉的。

铁皮的附着力决定了氧化的时间与不锈钢板的化学成分,这是因为长时间氧化,铝、锰、硅等元素在铁皮和金属之间析出,使内层氧化铁皮成为含有各类氧化物的混合物。例如含有硅的钢,长时间氧化时,其可以在不锈钢带与FeO之间形成比较脆的Fe2SiO4中间层,使氧化铁皮对不锈钢带的附着力大大降低。

不锈钢带表面铁皮氧化铁皮的厚度

前面讲过对普碳钢而言,不锈钢带钢冷却的条件和速度、不锈钢带钢的终轧温度与卷取温度等,对不锈钢带钢表面氧化铁皮的厚度有着比较直接的影响。不锈钢带钢表面氧化铁皮厚度一般是7.5-18um,个别情况能够达到20um。其中最内层的富氏体层,大概占整个氧化铁皮厚度的80%,是氧化铁皮最厚的一层;中间的磁性氧化铁Fe3O4占整个氧化铁皮厚度的18%;而最外层的Fe2O3,只占氧化铁皮厚度的2%。不锈钢带钢表面氧化铁皮的单重波动在35-55g/m2的范围内。

仔细地观察带钢表面的颜色会发现,往往带钢边部较宽度中间部分颜色深些。这一现象是因为氧化铁皮的厚度不同而导致光线的反射与干涉所致。随着氧化铁皮厚度的增大,颜色逐渐由橙变成黄、绿、青、蓝、紫等。所以从不锈钢带钢表面颜色与氧化铁皮的形状,大概就能判断出氧化铁皮的厚度与均匀程度。