不锈钢卷表面氧化铁皮的形成基理

不锈钢知识
不锈钢卷表面的氧化铁皮是材料受到加热、热处理或在热状态下做加工处理时生成的一层附着在不锈钢卷板表面的金属氧化物。因为各种因素的差异,所形成的氧化铁皮的成分和化学结构也会随之不同。

不锈钢卷表面的氧化铁皮是材料受到加热、热处理或在热状态下做加工处理时生成的一层附着在不锈钢卷板表面的金属氧化物。因为不锈钢卷的化学成分、表面温度、加热与冷却制度、周围介质含氧量等因素的差异,所形成的氧化铁皮的成分和化学结构也会随之不同。

不锈钢卷

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通常来讲,不锈钢卷材料的化学性质越活泼,温度越高,材料的氧化速度就会越快。氧化时间长,所生成的氧化铁皮厚度就会越大。因为铁元素属于一种活泼程度较高的金属元素,各种铁的氧化物,结构也比较的疏松,而不锈钢材料的轧制与钢铁制品的加工,多半均是在较高的温度下进行的,所以加快不锈钢卷材料的氧化速度,会促进不锈钢卷表面氧化铁皮的形成。

因为热轧不锈钢卷的化学成分、轧制温度、制后的冷却速度与卷取温度的不同,所以不锈钢卷表面所形成的氧化铁皮的结构、厚度、性质也是有所区别的,具体地分析、研究这些特征,有利于有效地去除氧化铁皮与控制氧化铁皮。

不锈钢卷表面氧化铁皮的形成是在轧件经粗轧后沿辊道向热连轧轧机运行时,温度达到1000℃左右,此时在不锈钢带轧件表面上已形成了一层非常薄的氧化铁皮,而轧前水力清除机能够把它们清除掉。当不锈钢卷轧件在连轧机上轧制时,板坯在各机架轧机间暴露的时间极度短,而且大的压下阻碍了带钢表面上形成厚的氧化铁皮,而所形成的氧化薄膜立即被破坏并受到水的冲洗,因此,可以说刚刚从成品机架出来的带钢,虽然温度有780-850度的温度,但带钢表面的氧化铁皮是极薄的。带钢从成品机架出来后,进入喷水装置,而后卷成带钢卷并缓慢冷却,就是在这段时间里,带钢表面被氧化而生成氧化铁皮。

在从成品机架出来的带钢表面上,铁原子会先和空气中的氧原子结合形成第一层氧化物,这层氧化物可能是致密的四氧化三铁或是疏松的氧化铁。在第一种情况下,氧化铁皮的进一步增长过程可能只靠氧和铁的离子扩散来进行 的;在第二种情况下,空气中的氧可自由的通过多孔、疏松的氧化铁皮,而使氧化铁皮加厚和致密化。无论上哪种情况,最终结果就是形成了我们通常所见到的带钢表面的氧化铁皮。

当然,带钢表面上生成了一层氧化铁皮以后,氧和铁的离子扩散也受到了一定的阻碍,而且,氧化铁皮越厚,离子扩散受到的阻障就越大,生成氧化铁皮的速度也越慢,因此,氧化铁皮的长大速度是不均匀的,即开始时氧化铁皮的厚度增加得很快,之后氧化铁皮厚度的增加随着氧化铁皮的厚度增大而越来越慢。

实际上高温环境中不锈钢卷表面的氧化铁皮形成非常强烈,当温度小于600℃时,卷面的氧化铁皮事实上就已经停止形成了。