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。     

50W470硅钢酸洗行为及高效酸洗措施研究

针对硅钢酸洗难度大,酸洗效率远低于碳钢,且酸洗后板面存在局部氧化铁皮残留及白度值较低的问题,以50W470硅钢为研究对象,基于SEM、金相显微镜等手段,表征了其氧化铁皮形貌,利用酸洗试验研究了其酸洗行为,分析了氧化铁皮的成因、酸洗历程及电化学特性。与热轧普碳钢不同,50W470硅钢氧化铁皮主要由外层赤铁矿及内层FeO、SiO₂以及两者产物Fe₂SiO₄构成,其酸洗动力为化学溶解与H₂剥离,即难酸洗氧化物借助基体及底层氧化铁皮溶解松动后,在H₂膨胀压的作用下剥离。其酸洗分为两阶段,第1阶段为表层赤铁矿剥离,第2阶段为基体及底层氧化层溶解剥离。试验结果表明：采取板带升温去除赤铁矿层和提升溶液氧化性去除Fe₂SiO₄两种措施可提高硅钢酸洗效率。     

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。     

热轧带钢酸洗山水纹缺陷的形成机理

分析了热轧带钢酸洗山水纹缺陷的形成机理,即粗轧时板坯表面新生成的或者残留的氧化铁皮在辊缝中开裂,在轧制力作用下,硬度比氧化铁皮低的基体金属被挤压入裂缝形成粗轧条纹。现场调查显示,精轧除鳞后粗轧条纹上残留大量黑色Fe3O4,这些残留的氧化铁皮颗粒在精轧时被压入带钢基体并与带钢同步纵向延展,导致酸洗后带钢表面相应区域与周边正常区域出现轻微的粗糙度差异和明显的色差,形成山水纹色差缺陷。     

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。     

厚规格车轮钢表面麻坑缺陷成因及控制策略

分析了厚规格车轮钢表面麻坑缺陷的微观形貌及成因,针对缺陷成因提出了相应的热轧生产控制策略。研究表明：厚规格车轮钢轧后氧化铁皮厚于常规钢种,用户开平过程中带钢表面氧化铁皮发生破碎后从带钢基体脱落,随开平过程被矫直辊压入带钢表面进而形成麻坑缺陷;采用“降温增水提速”的工艺措施,降低板坯出炉温度、精轧入口温度,增加精轧机架间冷却水量,提高精轧轧制速度,可以有效控制带钢表面氧化铁皮厚度,显著降低麻坑缺陷的发生率。     

热轧酸洗板表面氧化缺陷分析

采用体视显微镜、扫描电镜和能谱仪等分析研究了热轧酸洗板表面的氧化物缺陷。结果表明,缺陷区为酸洗后暴露出的基体铁和沿轧向分布的在高温下形成的破碎氧化铁皮。由于氧化铁皮被压入钢板中,在后续除鳞和酸洗中均难以去除,最终成为表面缺陷。     

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。     

热轧酸洗板表面斑状色差产生机理及控制措施

针对热轧酸洗板表面的斑状色差缺陷, 从微观特征与生产关联性因素方面进行了研究。结果表明:斑状色差缺陷的产生与基体和氧化铁皮的界面状态密切相关, 酸洗后表面粗糙度的差异是导致色差缺陷产生的直接原因。生产关联性因素跟踪及分析发现: 色差缺陷的产生主要与热轧精轧工作辊辊面的状态密切相关, 轧辊氧化膜剥落导致的铁皮压入缺陷是导致带钢酸洗后出现斑状色差缺陷的主要原因。为此, 制定了合理的热轧工艺及轧辊使用和精轧用水、轧制润滑的优化等控制措施, 成功消除了热轧酸洗板表面的斑状色差缺陷。     

低碳冷镦钢盘条酸洗横向线痕缺陷原因分析及解决措施

针对低碳冷镦钢盘条酸洗后表面出现横向线痕缺陷的问题,通过金相检测、高倍电镜检测,分析得到其产生的主要原因是盘条在斯太尔摩风冷辊道运输过程中搭接点与非搭接点处温度及冷却速率差别大,搭接点处表面氧化铁皮内层FeO转变为Fe₃O₄,产生较大的内应力,使氧化铁皮横向开裂,酸洗后被腐蚀成横向凹槽而形成的。为此,提出了生产工艺优化措施,提高了盘条通条冷却均匀性,并保持了氧化铁皮的完整,避免了盘条酸洗横向线痕缺陷的产生。     

DC03冷轧基料表面氧化铁皮针孔缺陷的形成机理及控制

针对某企业在生产DC03冷轧板过程中,其热轧带钢酸洗后表面出现氧化铁皮针孔缺陷的问题,结合现场开展了理论和实验研究工作。首先对现场实物进行取样分析,认为在精轧过程中氧化铁皮被压入到带钢表面是造成氧化铁皮针孔缺陷形成的主要原因。为了进一步探究这一缺陷的形成机制,在实验室对DC03钢进行了温度为830～1 080℃的氧化动力学实验和氧化铁皮高温变形实验。结果表明：该钢的氧化激活能较低,在精轧温度范围内容易产生较厚的氧化铁皮,而且随着温度的升高,氧化铁皮中FeO所占比例提高,氧化铁皮的塑性改善。当精轧温度较低时,氧化铁皮破碎严重,氧化铁皮很容易被压入到基体中,形成氧化铁皮针孔缺陷,而随着轧制温度的升高,氧化铁皮的塑性逐步改善,当达到一定温度时,氧化铁皮能很好地随基体变形,使氧化铁皮保持相对较好的完整性。基于上述研究结果,针对现场实际,提出了适当提高轧制速度和严格控制终轧温度等改进措施,氧化铁皮的厚度及塑性得到有效控制,彻底消除了DC03冷轧基料氧化铁皮针孔缺陷。     

拉矫机内吹扫流场对酸洗板表面凹坑形成的影响

分别采用扫描电子显微镜和ANSYS软件研究了酸洗前钢板氧化铁皮的特征和拉矫机内吹扫流场的特征，以揭示吹扫流场对酸洗板表面凹坑形成的影响。结果表明：钢板上表面Fe₃O₄层平均厚度为5.18μm,下表面Fe₃O₄层平均厚度为6.45μm。吹扫梁上8个空气喷嘴的长度为6.7 cm时，各喷嘴喷出的气流相互干扰，钢板上出现2个氧化铁皮滞留区。吹扫梁上沿板宽分布的8个喷嘴的长度依次为6.7、8.7、10.7、12.7、11.7、10.7、8.7、6.7 cm时，各喷嘴喷出的气流相互干扰明显减轻，钢板上没有氧化铁皮滞留区。飘散在拉矫机内的氧化铁皮聚集在支撑辊之间的沟槽处，并在重力作用下落在钢板上，在工作辊的碾压下在钢板表面形成凹坑。     

低碳冷镦钢盘条酸洗横向线痕缺陷原因分析及解决措施

针对低碳冷镦钢盘条酸洗后表面出现横向线痕缺陷的问题，通过金相检测、高倍电镜检测，分析得到其产生的主要原因是盘条在斯太尔摩风冷辊道运输过程中搭接点与非搭接点处温度及冷却速率差别大，搭接点处表面氧化铁皮内层FeO转变为Fe₃O₄，产生较大的内应力，使氧化铁皮横向开裂，酸洗后被腐蚀成横向凹槽而形成的。为此，提出了生产工艺优化措施，提高了盘条通条冷却均匀性，并保持了氧化铁皮的完整，避免了盘条酸洗横向线痕缺陷的产生。     

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。     

低碳低硅钢氧化铁皮缺陷分析研究

针对河北钢铁股份有限公司唐山分公司1 700 mm生产线生产热轧酸洗带钢时氧化铁皮压入缺陷严重的问题,分析了缺陷产生的根本原因是带钢化学成分中Si含量较低,精轧时产生的三次氧化铁皮压入带钢表面而致。同时,试验分析了Si含量对氧化铁皮起泡行为的影响。结果表明：低硅钢（w(Si)＜0.03%）在900~1 100 ℃范围内氧化铁皮生长迅速,极易起泡、破裂,易产生月牙形氧化铁皮压入缺陷;此外,氧化铁皮过厚、破裂易导致工作辊氧化膜剥落,粗糙辊面易造成氧化铁皮、氧化膜压入缺陷。为此,提出了采用“低温快轧”的措施,可避免该缺陷的产生。     

调质热处理中Q960钢喷丸后表面氧化层形成的研究

高强结构钢为获得最佳的强韧性一般采用调质热处理,其表面氧化铁皮对钢的质量有决定性的影响。本文对两种表面状态的钢进行了热处理,研究钢表面氧化皮结构及其形成。氧化皮均为四层：最外层为α-Fe₂O₃层、次外层Fe₃O₄、中间层Fe_1-yO和紧邻层。喷丸使氧化铁皮层间相混,并减少中间层Fe_1-yO中先共析Fe₃O₄析出和抑制共析反应,紧邻层与钢中含Cr有关,EBSD分析该层氧化铁皮中含有FeO·Cr₂O₃和Fe₃O₄颗粒。     

1215MS易切削钢盘条的表面缺陷及其预防措施

1215 MS易切削钢盘条出现了厚氧化铁皮和结疤等表面缺陷.为确定其形成原因,检验了缺陷的宏观形貌和截面微观形貌.结果表明:厚氧化铁皮和结疤分别是热轧工艺不当和结晶器保护渣不匹配所致.通过降低始轧温度和吐丝温度、改进风冷线冷却工艺等措施,盘条氧化铁皮已被减薄至15μm以下;通过采用高黏度高碱度还原性保护渣,改善了铸坯表...     

添加WC的铁基Fe55粉末重熔层的组织与性能

研究了氩弧重熔条件下,铁基Fe55粉末中加入WC所形成重熔层的组织与性能。结果表明,重熔层组织由带状平面晶、胞状树枝晶和细小等轴晶组成,物相主要为马氏体、Cr_9.1Si_0.9、Cr₇C₃和Fe₇W₆。重熔层硬度及耐磨性较基体有显著提高,且重熔层表层硬度较次表层略低。     

热轧钢板表面氧化铁皮缺陷观察及分析

用体视显微镜、金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪对热轧钢板表面常见的氧化铁皮缺陷进行观察,分析各种缺陷产生的原因。结果表明,麻点与凹坑都是由于硬质的氧化铁皮压入造成的。翘皮缺陷是由于残留的高温氧化铁皮压入表面,在后期轧制过程不能轧合而形成的。红色氧化铁皮缺陷主要发生于含Si高的特定钢种中,该缺陷主要是由于除鳞裂纹中断和生成剥离性差的Fe2SiO4造成的。纺锤状氧化铁皮缺陷是典型的一次氧化铁皮压入造成的,线条状氧化铁皮缺陷是二次或三次氧化铁皮压入造成的。     

脉冲频率及占空比对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层微观结构及性能的影响

研究了脉冲频率及占空比对Ti6Al4V合金在Na₂SiO₃-Na(PO₄)₆电解液体系中制备的微弧氧化膜层微观结构及其性能的影响,采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、涂层厚度仪、激光共聚焦显微镜及显微硬度计对膜层形貌、元素分布、相组成、厚度、粗糙度及硬度进行测试表征。结果表明,Ti6Al4V合金微弧氧化膜层主要元素组成为Ti、O、Si等,物相组成主要为Rutile-TiO₂、Anatase-TiO₂及非晶相SiO₂,随脉冲频率增加,膜层中Anatase衍射峰强度先降低后增加,Rutile呈相反趋势;随脉冲占空比增大,Anatase衍射峰强度逐渐减小,而Rutile衍射峰强度逐渐增加。膜层表面均匀分布微米级孔洞,脉冲频率对膜层微观形貌及粗糙度影响较小,膜层厚度先增大后减小;随占空比增加,膜层快速增厚,但表面逐渐出现微裂纹及局部烧蚀等缺陷,膜层粗糙度大幅增加,600 Hz、20%占空比时膜层厚度达45.46μm,粗糙度R_a