加热温度对10CrNiCuSi钢氧化铁皮的影响

为改善10CrNiCuSi船板钢表面质量粗糙的问题,采用电阻炉开展了1100~1300 ℃高温氧化试验,利用弯曲试验评价了氧化铁皮的剥离性,并研究了不同温度下氧化铁皮的演变规律。结果表明,随着加热温度的升高,氧化速率增大,氧化层厚度明显增加。氧化铁皮主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO和内氧化层组成,而内氧化层主要由FeNiCu、Fe₂SiO₄和FeO相组成。加热过程中Fe₂SiO₄/FeO共晶液相的产生对氧化铁皮的剥离性具有重要影响。在1100 ℃和1150 ℃条件下,内氧化层中的Fe₂SiO₄呈现颗粒状或块状弥散分布,氧化铁皮与基体之间界面平直,氧化铁皮易于剥离;在1200、1250和1300 ℃条件下,Fe₂SiO₄-FeO或Fe₂SiO₄发生熔化形成液相渗入基体和氧化铁皮中,造成界面粗糙,而锚状FeNiCu相与基体及氧化铁皮具有较好的结合力,两者的协同作用造成氧化铁皮难于剥离。因此在1100 ~1150 ℃条件下去除氧化铁皮较为合适。     

加热温度对W470高硅钢连铸坯氧化铁皮的影响

采用SEM、EDS和XRD对不同加热温度下W470连铸坯氧化铁皮的微观形貌及相结构进行研究。结果表明,W470氧化铁皮难以除去的原因是氧化铁皮熔化,液相包裹着FeO,凝固时发生共晶反应,生成FeO/Fe₂SiO₄共晶混合物,并深嵌入基体。降低加热炉的加热温度,使连铸坯全程在FeO/Fe₂SiO₄共晶混合物熔点(1177 ℃)以下加热,可降低氧化铁皮与基体的结合力,能够有效解决W470除鳞困难问题。     

钢中Si、P元素配比对其氧化特性的影响

为了获得高表面质量的冷轧产品,采用场发射SEM、EPMA和高温激光观察等方法,系统研究了钢中w(Si)/ w(P)不同配比对氧化铁皮形成、起泡和铁橄榄石相(Fe₂SiO₄)液化温度的影响,明确了w(Si)/ w(P)不同配比条件下界面元素富集及其氧化特性。结果表明:随着w(Si)/ w(P)的提高,试样低温抗氧化能力提高,氧化增重速率峰值出现的温度逐渐提高,当w(Si)/w(P)为12时,氧化峰值温度提高至1 170 ℃,氧化增重速率峰值也急剧提高到1.08%/min;随着w(Si)/ w(P)的提高,表层氧化铁皮鼓泡现象明显减轻;高温激光观察试验发现,随着w(Si)/ w(P)的降低,氧化铁皮与基体界面处的Fe₂SiO₄相液化温度逐渐降低,w(Si)/ w(P)为3条件下界面Fe₂SiO₄相于1 080 ℃开始出现液化现象。因此,添加P元素是降低 Fe₂SiO₄相液化温度的一种有效而实用的方法,同时还可显著降低氧化铁皮的粘附力。     

钢纤维用盘条表面氧化铁皮的控制研究

钢纤维用盘条表面氧化铁皮厚度和结构对其拉拔前的机械除鳞有较大的影响。为此,研究了不同吐丝温度和冷却工艺下盘条表面的氧化铁皮厚度和结构,结果表明：吐丝温度越高（860 ℃增加到890 ℃）,生成的FeO层越厚（22 μm）;冷却速率越快（05 ℃/s增加到1.5 ℃/s）,生成的Fe3O4层越薄（12 μm）。当吐丝温度为880 ℃、冷却速率为1.5 ℃/s时,氧化铁皮厚度较薄（总厚度15 μm）,致密度较高（FeO：Fe3O4厚度比为4∶1）,易于机械除鳞和拉拔。     

吐丝温度与风冷速率对HRB400E带肋钢筋表面锈层结构的影响

针对HRB400E带肋钢筋盘条生产中的红锈问题,采用热力模拟试验机模拟生产工艺并对吐丝温度和风冷速率进行了控制,采用扫描电镜和能谱仪,分析了不同工艺条件下试样表面氧化铁皮的组成结构;结合试样表面质量,研究了吐丝温度和风冷速率对试样表面氧化铁皮结构和红锈形成的影响。结果表明:风冷速率为4 ℃/s时,随着吐丝温度从800 ℃降至700 ℃,先共析Fe₃O₄的数量逐渐减少,无红锈缺陷;风冷速率降为2 ℃/s时,吐丝温度越低,越易出现红锈缺陷;吐丝温度为750 ℃时,随着风冷速率由6 ℃/s降至2 ℃/s,先共析Fe₃O₄数量逐渐增多,氧化层越易开裂且出现红锈缺陷。     

吐丝温度对82B线棒材氧化层结构与机械剥离性能的影响

为改善82B线棒材表面氧化铁皮的机械除鳞性能，研究了吐丝温度对氧化皮结构与机械剥离性能的影响。结果表明：82B钢线棒材表面氧化皮具有双层状结构，外层为Fe₃O₄,内层为FeO+Fe₃O₄,未检测到明显的Fe₂O₃层。当吐丝温度从880℃升高至930℃时，氧化皮的平均厚度从约14.46μm增加至16.39μm;[FeO+Fe₃O₄]/[Fe₃O₄]层厚比从2.69降至1.98。氧化层-基体界面微空隙层中含有大量Fe₃O₄粒子，微空隙层的数量与尺寸增加。随着吐丝温度的升高，氧化皮剥离形态由大块状转变为小块状与碎屑状，机械剥离表面残留大量以Fe₃O₄为主要组分的氧化铁皮，氧化铁皮临界剥离载荷与粘结强度增加。这表明提高吐丝温度将降低82B钢线棒材表面氧化铁皮的机械剥离性能。     

热轧板卷红色氧化铁皮的成因及对策

红色氧化铁皮是热轧板卷比较常见的问题,对于含硅钢尤为突出。其根源就是Fe充分氧化成Fe2O3的结果。在高温状态下,热轧板卷表面应该形成FeO或者FeO与Fe3O4的混合体。若除鳞不尽,会导致FeO的压入,并在后续过程中,进一步氧化成Fe2O3,最终形成红色氧化铁皮。轧辊的剥落也是形成弥散状氧化铁皮的原因。对于含硅钢,在与普通钢种采取减少在炉时间,增加粗除鳞机压力,定期检查水嘴,增加粗轧间除鳞道次,开启轧辊防剥落水,控制轧制温度等消除氧化铁皮措施的前提下,提高出炉温度,使粗除鳞时表面温度不低于FeSiO4的熔点温度(1173℃),是减少红色氧化铁皮的最佳途径。内容导读     

热轧酸洗板表面黑斑缺陷成因及机理研究

针对国内某钢厂生产的热轧酸洗板表面出现黑斑缺陷而严重影响后续酸洗质量的问题,对黑斑缺陷的形成原因及机理进行了研究。采用场发射扫描电镜和电子探针、X射线衍射仪、维式硬度计对黑斑缺陷的微观形貌、元素分布和相成分进行了分析,并对不同轧制工艺下残留氧化铁皮压入规律进行了研究。结果表明：黑斑缺陷部位与无缺陷部位氧化铁皮都为两层结构,但黑斑缺陷部位氧化铁皮更厚,并在交界处出现了“C”形厚度渐变趋势;黑斑内氧化层处Si元素以Fe₂SiO₄形式富集,Fe₂SiO₄对氧化铁皮产生钉扎作用导致除鳞困难,形成氧化铁皮压入缺陷,外侧更厚的Fe₃O₄层致使压入缺陷表面呈现黑色;在模拟残留氧化铁皮压入的实验中,残留氧化铁皮在粗轧和精轧温度下压入基体都会导致热轧板表面出现黑斑,随着压下率的增大,黑斑与基体结合会更紧密;黑斑缺陷表面微观形貌表现为氧化铁皮压入形式,并且表面硬度与残留氧化铁皮压入形成的黑斑表面硬度接近,都远大于基体硬度。出现黑斑缺陷的根本原因是Fe₂S...     

低碳钢表面氧化铁皮在连续冷却过程中的组织转变

实验室条件下研究了低碳钢表面氧化铁皮在连续冷却过程中的组织转变,分析了卷取温度和冷却速率对Fe1-yO相变的影响。在不同连续冷却条件下,最终的氧化铁皮结构可分为两类,第一类氧化铁皮只包含先共析Fe3O4和残余Fe1-yO;第二类氧化铁皮由共析组织、先共析Fe3O4和少量残余Fe1-yO组成。结果表明,低冷却速率有利于共析反应的发生。在400~500℃,Fe1-yO最不稳定,在该温度区间卷取,最终氧化铁皮中将出现大量的共析组织。当卷取温度远高于570℃,Fe2+在Fe1-yO中扩散,使Fe1-yO的阳离子空位浓度降低,稳定性提高,这种Fe1-yO的共析转变需要更长时间,最终的氧化铁皮中共析组织含量较低。     

热轧带钢表面氧化铁皮压入缺陷预防与控制

针对首钢迁钢2 160 mm生产线轧制冷轧基料时带钢表面氧化铁皮压入缺陷问题,对生产工艺设备进行了系统分析与研究。结果表明：该缺陷的产生与板坯出炉温度、轧辊氧化膜剥落、高压水除鳞、轧机共振、机架间冷却、辊缝水等众多因素相关。为此,通过采用降低板坯出炉温度、后移RT2高温计、优化精轧机负荷分配、抑制轧机共振、优化使用机架间冷却水与辊缝水、优化轧辊冷却水及高压水喷嘴布置等多项措施,有效减少了带钢表面氧化铁皮压入缺陷,提高了带钢表面质量。     

Super304H奥氏体不锈钢的高温抗氧化性能

对Super304H奥氏体不锈钢在550～800℃进行高温氧化试验,结合氧化动力学规律去研究Super304H奥氏体不锈钢的氧化机理。结果表明,Super304H奥氏体不锈钢在550～800℃氧化质量增加曲线遵循抛物线规律,在750～800℃时60 h以内氧化质量增加趋势最明显,100 h后质量增加高达0.005 mg·mm^-2。在550～750℃逐渐生成致密的氧化膜,主要由Cr₂O₃和Fe_3-xCr_xNiO₄混合氧化物和少量CuCrMnO₄构成。升高温度会促进Cr的选择性氧化,使得Cr₂O₃保护膜开裂,800℃时暴露出的Fe基体与氧原子反应生成瘤状Fe₃O₄,氧化膜厚重并伴有剥落现象。应变速率为3.2×10^-4 s^-1时,不锈钢的抗拉强度随氧化温度升高而降低,600℃的抗拉强度最大,达350 MPa; ...     

超级奥氏体不锈钢AL-6XN在超临界水中的腐蚀行为

研究了超级奥氏体不锈钢AL-6XN在500℃,550℃和600℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为,通过扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明,氧化膜为双层结构,氧化膜中含Fe₃O₄, Cr₂O₃,Fe₂O₃和FeCr₂O₄相。AL-6XN在超临界水中氧化膜存在脱落现象,脱落程度随温度升高而加剧。     

中碳钢盘条的高温氧化行为研究

针对中碳钢盘条的高温氧化问题,利用热重分析仪对45钢和40Cr钢盘条的高温氧化行为进行了试验研究;采用场发射电子探针表征了氧化铁皮厚度及截面微观形貌,对氧化铁皮形貌演变规律以及合金元素在氧化铁皮与基体界面处的分布规律进行了研究分析。结果表明:45钢和40Cr钢盘条的氧化增重曲线在1 050~1 250 ℃范围内遵循抛物线规律,当氧化条件相同时,相比于常规低碳钢,其氧化激活能较高,抗氧化性能更好;氧化铁皮呈典型的3层结构,从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄及FeO,并且在氧化铁皮与基体界面处存在合金元素富集层;45钢盘条在高温氧化时,Cr元素分布不明显,Si元素在氧化铁皮与基体界面处有少量富集,Mn元素在氧化铁皮中均匀分布;40Cr钢盘条在氧化铁皮与基体界面处不仅有富Si层,还明显存在一层均匀完整的富Cr层,由于合金元素富集层阻碍了Fe²⁺向外扩散,提高了盘条的高温抗氧化性能。     

不同冷却方式对热轧带钢氧化皮结构及其耐蚀性的影响

利用不同冷却方式在SS400热轧带钢表面形成了不同结构的氧化皮,通过腐蚀形貌宏观观察、SEM、EDS、XRD、失重法、干湿周期浸润腐蚀加速实验和电化学方法对不同结构氧化皮的热轧带钢在NaHSO₃溶液中腐蚀行为进行了研究。研究表明,不同冷却方式下所制热轧带钢的氧化皮均主要由Fe₃O₄组成,另含有Fe₂O₃和Fe。随着冷却速度的减小,氧化皮中Fe₃O₄的含量增加,但未发现有FeO;随炉冷却所制热轧带钢的氧化皮较厚且均匀,并存在分层现象(外层为Fe₂O₃,内层为Fe₃O₄+Fe),在NaHSO₃溶液中耐蚀性最好;装罐冷却所制氧化皮较均匀平整,耐蚀性次之;自然空冷所制氧化皮存在着较多的缺陷,耐蚀性最差。     

日钢2 150 mm热轧带钢产线薄板坯轧制技术的研究

针对日照钢铁有限公司生产的薄板坯产品竞争力不足、库存压力大、市场销量有限以及利润较低等问题,决定采用常规热轧生产线实现70～95 mm薄板坯的轧制。基于日照公司2 150 mm半连续热轧产线,分析了其采用薄板坯的技术难点,即存在加热易出现板坯塌头、粗轧板坯温降大及易出现扣翘头,无法实现自动卸卷的问题。为此,对薄板坯加热工艺、轧制工艺进行了改进。根据加热炉结构选择居中定位装钢和低温快出的模式,以防止薄板坯端部烧弯塌头;为满足偏薄规格生产的工艺要求,对粗轧轧制模式、轧制速度和除鳞模式进行了优化,炉后除鳞至精轧入口板坯温降减少43 ℃;修改卸卷小车的最大行程至1 140 mm, 实现了自动卸卷功能且卷形良好。通过对传统热轧带钢产线工艺的优化改进,采用薄板坯生产出合格的花纹板,实现了挖潜增效的目的。     

稀土La对铁基耐蚀合金抗氧化性能的影响

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段对不同La含量的铁基耐蚀合金850 ℃下的抗氧化性能进行了研究。结果表明,在850 ℃条件下,随着稀土La含量的增加,在一定程度上降低了合金的抗氧化性能,但氧化膜与基体的粘附性却得到了大大提高。La含量增加后,促进了氧的内扩散,使内氧化层呈树枝状深入合金基体,对氧化膜起到钉固作用。氧化膜主要由3个区域组成:外层是Fe₂O₃与CuO混合层,并含有少量CuFe₂O₄;中间层是以NiFe₂O₄为主的保护层,并含有少量的Fe₂O₃、NiO;内层则是以Fe₂O₃为主并含有少量NiO氧化物的内氧化区。