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。     

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。     

TMCP工艺对低碳钢氧化铁皮演变规律的影响

为揭示0.05C-0.02Si-0.2Mn热轧带钢热加工过程中氧化铁皮的演变规律,运用Thermo-calc软件的TCFE7数据库对氧化铁皮的相变热力学进行分析;采用等温氧化试验测试了试验钢在不同温度（900~1200 ℃）下的氧化增重曲线,拟合计算出其氧化动力学参数;利用Gleeble3500热模拟试验机模拟控轧控冷（TMCP）工艺,用扫描电镜（SEM）分析不同工艺参数下氧化铁皮的形貌和组成。试验结果表明,随轧制温度的升高,氧化铁皮总厚度增加,Fe₂O₃层的百分比逐渐降低,而FeO层的百分比呈现先降低后增高的趋势;卷取温度对氧化铁皮厚度影响不大,但对其精细组织组成有明显的改变,450 ℃时FeO发生共析转变,转变产物为片层结构的a-Fe+Fe₃O₄共析组织。     

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。     

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。     

含Si低合金热轧带钢除鳞温度的模拟与控制

板坯除鳞残留的氧化铁皮严重影响热轧后带钢的表面质量,而合理的除鳞温度可以有效清除氧化铁皮。以510L板坯为研究对象,建立了三维有限元模型,模拟了有氧化铁皮和无氧化铁皮条件下板坯出炉至除鳞过程的温降,分析了不同出炉温度对除鳞效果的影响,通过调整板坯出炉温度,实现了对除鳞温度的控制。结果表明：板坯在1 180℃和1 220℃下出炉后的整体冷却趋势相似,在无氧化铁皮条件下,出炉后0～10 s冷却速率约为1℃/s,出炉后10～90 s冷却速率约为0.4℃/s;在有氧化铁皮条件下,出炉后0～10 s冷却速率约为0.2℃/s,出炉后10～90 s冷却速率约为0.08℃/s;由于一定厚度的氧化铁皮有利于保持板坯表面温度,因而只要在无氧化皮条件下达到所需除鳞温度(Fe₂SiO₄熔点以上),即可保证整个板坯满足最佳除鳞条件。结合实际生产,考虑除鳞水作用下的瞬时温降影响和板坯输送过程短时间耽搁的情况,得到板坯出炉温度在1 210℃时,可保证板坯除鳞温度约为1 190℃,高于Fe₂SiO₄的熔点温度1 173℃,有效避免...     

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。     

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。     

碳钢在海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

对碳钢在海水淡化一级反渗透产水中生成的锈层进行SEM、IR和XRD分析,并结合电化学测量,研究其腐蚀行为。结果表明,碳钢在一级反渗透产水中腐蚀过程受氧扩散控制,腐蚀产物包括γ-FeOOH、Fe₃O₄以及少量的α-FeOOH。锈层具有双层结构,外锈层很薄,主要成分为γ-FeOOH;内层占整个锈层比重很大,主要成分为Fe₃O₄。一级反渗透产水的弱酸性促使腐蚀产物γ-FeOOH迅速转化为Fe₃O₄,致使Fe₃O₄在金属表面大量堆积。由于Fe₃O₄层的导电性及不连续性,锈层不能阻碍阴极过程的进行,导致碳钢的腐蚀速度一直维持在高位。     

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。     

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。     

大规格82B高碳钢盘条难酸洗原因研究

针对酒钢生产的大规格φ10.0~φ16.0 mm 82B盘条表面磷化膜在拉丝工艺中易脱落,氧化层中难酸洗的Fe₃O₄含量相对较高,拉拔困难的问题,选用酒钢和A钢厂生产的φ12.5 mm规格82B盘条,用SEM观察盘条表面氧化层厚度和结构组成,用EDS分析氧化层各层元素的分布,用XRD检测氧化层物相的种类和比例。结果发现,酒钢生产的盘条表面粗糙度大,氧化层在盘条表面呈犬牙交替的结合方式;Fe₃O₄的质量分数较A钢厂盘条高39.1%,含CrSi₂层也较致密。为此,对生产工艺提出了优化措施,通过降低吐丝温度和提高冷速,来提高易酸洗相FeO的比例,减少在共析反应最激烈的450~550 ℃温度区间的停留时间,从而减少了难酸洗相Fe₃O₄的含量,改善了盘条的酸洗性能。     

不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化锈蚀的影响

热轧钢筋在运输和储存过程中其表面会产生锈蚀,影响钢筋的使用及外观质量。分析了钢筋表面锈蚀产生的原因,利用扫描电镜和电子背散射衍射技术,对比了轧后空冷、气雾冷却和穿水冷却工艺下钢筋的抗锈蚀性能,分析了不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化铁皮厚度和结构的影响。结果表明:钢筋表面锈蚀与其表面氧化铁皮厚度、结构和完整性有关,与空冷及穿水冷却相比,气雾冷却工艺通过优化冷却路径,可以获得厚度为10~20 μm、主要由FeO+Fe₃O₄构成的致密复合氧化铁皮,能够对钢筋基体起到保护作用,从而能够延缓钢筋表面生锈,并降低生产成本。     

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。     

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; ...     

Study on the processes and mechanism of the formation of Fe3O4 at low temperature

The removal of iron and various heavy-metal ions by their incorporation into stable ferrite-type precipitates at low temperature is a promising alternative to clean up large volumes of polluted effluents. As a first step, the present work investigated the formation of Fe₃O₄ by oxidation of Fe(OH)₂ suspension at different conditions, including the initial Fe(OH)₂ suspension concentration, pH value, and temperature. The various mechanisms of the formation of Fe₃O₄ at different conditions were given based on analysis of the curve in terms of disappearance of Fe(II) phase and the formation of Fe₃O₄ and the end products during the course of air oxidation. The effect of aging was also discussed.     

铁素体-马氏体钢P91和P92在超临界水中腐蚀后氧化膜多孔性分析

用X射线衍射（XRD）和扫描电镜-电子能谱（SEM-EDX）技术研究P91、 P92在500℃/25 MPa和550℃/25 MPa超临界水中腐蚀后氧化膜的多孔性成因。结果表明,两种材料氧化膜均为双层结构,外层氧化膜为 Fe₃O₄相,内层氧化膜为Fe₃O₄和FeCr₂O₄相,P92在接近氧化膜区域的基体内存在一个内氧化区。P91和P92在超临界环境中腐蚀后氧化膜的多孔性与外层氧化膜Fe₃O₄的缺陷类型有关,富氧Fe₃O₄中的缺陷主要类型为氧空位,在超临界状态下,当氧空位浓度达到一定程度后,空位坍塌即形成小孔。     

气体渗氮对F92钢在700 ℃空气中氧化行为的影响

利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)研究了F92钢供货态和渗氮后在700 ℃静态空气中的高温氧化行为,阐述了气体渗氮对F92钢氧化行为的影响。研究表明,渗氮后F92钢表面形成了氮的过饱和膨胀铁素体相和CrN相。供货态F92钢表面生成了薄且致密的(Cr, Fe, Mn)₂O₃和MnCr₂O₄氧化层,具有良好的保护性。此外,供货态F92钢表面有两种瘤状氧化物生成,一种由连续的Fe₂O₃构成,另一种独立的由外层Fe₂O₃和内层富Cr的(Cr, Fe, Mn)₃O₄组成。渗氮加剧了F92钢的氧化,基体内部观察到了内氧化区。渗氮试样表面氧化膜呈双层结构,其中,外层为Fe₂O₃,内层为富Cr的Fe-Cr氧化物。F92钢渗氮过程中形成的膨胀氮过饱和铁素体相和CrN相以及氧化过程中析出的CrN沉淀相降低了铬的活性,阻碍了有保护性的富铬氧化物的生成,从而导致抗氧化性能的下降。