终轧温度和卷取后冷却方式对汽车大梁用钢氧化铁皮特征的影响

 以含Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢为对象,采用热模拟试验和试制生产卷取后控制冷却试验,研究了Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢在不同终轧温度和卷取后采用不同冷却方式下对氧化铁皮结构的影响。试验结果表明：含Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢在820~920℃之间终轧时,氧化铁皮主要由Fe3O4层和FeO层构成,终轧温度和轧制速度综合作用因素影响氧化铁皮厚度;卷取后不同冷却方式对氧化铁皮的外层Fe2O3层、中间层(Fe3O4+Fe)层及内层少量残余的FeO结构和厚度有较大影响。     

42CrMo4热轧板表面氧化铁皮掉粉缺陷分析及控制

针对精冲钢42CrMo4热轧板表面氧化铁皮掉粉缺陷,通过金相组织、物相检测、成分检测、生产关联性因素分析等手段,研究了其氧化铁皮成分、形貌、结构特征及其演变,讨论了热轧关键工艺参数控制与氧化铁皮形成的关系。研究结果表明,传统生产工艺中,掉粉缺陷热轧板的氧化铁皮厚度不均匀,厚度变化范围为10~19 μm,其中FeO质量分数较高,达26.9%;当采用“高温快轧”配合“低温卷取”工艺可有效控制氧化铁皮的厚度及结构,抑制热轧板表面的氧化铁皮掉粉缺陷。当出炉温度为1 190 ℃、终轧温度为860 ℃、穿带速度高于5.5 m/s、卷取温度为540 ℃、采用前段冷却、加大轧后冷却速度,可基本解决氧化铁皮掉粉缺陷。     

带钢表面氧化缺陷的产生与预防

主要介绍了氧化铁皮类缺陷对带钢表面质量的影响。分析了化学成分、终轧和卷取温度等因素对氧化铁皮结构的影响,指出了轧辊表面状况对带钢氧化铁皮及表面质量的间接影响,提出了从轧制温度、轧制负荷、轧制节奏、轧制润滑等方面控制轧辊表面氧化膜的措施。介绍了通过控制FeO的先共析反应和共析反应来获得"减酸洗钢"和"免酸洗钢"的方法。     

精轧工艺参数对中厚板氧化铁皮物相的影响

采用Gleeble热模拟试验机和可控气氛石英管式炉研究了不同的精轧开轧温度和终了温度、精轧后冷却速率和冷却气氛对中厚板表面氧化铁皮物相的影响。用X射线衍射(XRD)半定量分析了氧化铁皮中各个物相重量百分含量。试验结果表明:总的来说在870~950℃,随着精轧开轧温度的升高,氧化铁皮中Fe_3O_4相含量逐渐增加,Fe2O3相含量逐渐降低,在930℃时Fe_3O_4相含量达到最高值,因此选择高的精轧开轧温度能减少红锈的产生。精轧后在550℃用氮气冷却,氧化铁皮中没有Fe2O3相,只有Fe_3O_4相,用氮气代替空气冷却中厚板能明显减少中厚板表面红锈的产生。此外,中厚板精轧终了温度和轧后冷却速率对红锈产生的影响也被研究了。     

帘线钢等温和控冷过程氧化铁皮的形成

制备了80级帘线钢盘条在900℃空气等温5、8、12和16min以及900℃等温后分别以4、12和(4+12)℃/s的冷速冷却形成的氧化铁皮。用激光拉曼光谱仪确定了氧化铁皮是由FeO层、Fe3O4层和极少量的Fe2O3层组成。用金相显微镜观测了氧化铁皮的形貌、各层厚度和钢基体的显微组织。结果表明:由于氧化铁皮中产生了CO和CO2气体,900℃空气等温形成的氧化铁皮,除5min的样品外,都出现不同程度的裂缝或孔洞;随等温时间的延长,FeO中不断析出先共析Fe3O4,FeO层的急剧增加导致氧化铁皮总厚度增加。随冷速的提高,FeO层及氧化皮总厚度减少,钢基体中索氏体含量增多。以12℃/s冷却形成的氧化铁皮和基体组织,既有利于机械剥壳,又有利于盘条冷拉拔。     

H型钢轧制过程中表面氧化皮耐蚀性能研究

为研究H型钢表面氧化皮在轧制过程中的形貌变化及其对耐蚀性能的影响,利用扫描电镜(SEM)对其进行了观察,发现粗轧后氧化皮与基体的结合疏松。通过自然腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗等电化学测试方法,研究了H型钢表面氧化皮的耐腐蚀性能变化。结果表明:粗轧后样品由于残留氧化铁皮压入,破坏了氧化皮的致密结构,耐蚀性能下降,精轧后样品氧化皮对基体的保护作用较强,耐蚀性能提高。     

汽车大梁钢粉状氧化铁皮剥落定量评价分析

大梁钢板热轧生产后直接用于汽车零件的冲压成型，其表面氧化铁皮的控制直接关系到冲压过程的稳定性及车间环境，因此开展汽车大梁钢粉状氧化铁皮剥落定量评价分析具有重要的理论与实践意义。针对大梁钢氧化铁粉剥落严重的问题，通过工业试验，开展了不同热轧终轧温度及卷取温度下氧化铁粉剥落量检测与成分分析，采用扫描电镜分析了氧化铁皮的层状结构与致密度，并定量研究了610L大梁钢热轧卷氧化铁皮中Fe₃O₄、FeO含量与氧化铁皮剥落的关系，得到氧化铁皮中Fe₃O₄质量分数为80%且FeO质量分数为3%左右时，610L钢的氧化铁皮最不容易脱落，形成不掉粉、高塑性的“黑皮钢”特性。针对后续冷加工过程中氧化铁皮剥落问题，通过三点弯曲试验进行了FeO含量与氧化铁粉剥落特性关系研究，发现FeO含量高的氧化铁粉在塑性弯曲的小变形阶段，其剥落多于FeO含量少的样品，但在大变形情况下，氧化铁粉剥落少于FeO含量较少的样品，其剥落质量差呈现出“先负后正”的特点。随着弯曲位移的增大，氧化铁皮剥落逐渐增多，且受压面氧化铁皮剥落多于受拉面。受拉面...     

600MPa级高强钢热轧卷取工艺研究及应用

为了探究卷取过程热轧带钢的氧化铁皮和组织性能的变化规律,采用扫描电镜、电子探针、光学显微镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同卷取温度和冷却方式对600 MPa级热轧带钢表面质量和组织性能的影响。结果表明,650、600℃卷取温度下,与缓慢冷却方式相比,采用快速冷却方式可有效改善热轧带钢表面氧化铁皮的结构,使氧化铁皮中FeO比例提高10%～15%,氧化铁皮厚度下降25%～30%,同时有效减弱热轧带钢表面氧化铁皮与基体界面硅元素和锰元素富集;不同冷却工艺下热轧带钢中的晶粒尺寸相近;650℃卷取+快速冷却工艺下热轧带钢的屈服强度最高,试样断口的位错密度最高,但断后伸长率并未明显下降。     

用CO还原BRC3热轧带钢表面氧化铁皮的研究

采用SEM和XRD等方法对BRC3热轧带钢表面氧化铁皮进行了研究,结果表明:BRC3热轧带钢表面氧化铁皮由Fe2O3外层、Fe3O4中间层及FeO内层组成,在邻近基体的FeO层内有少量的Fe3O4析出.在CO高温还原过程中,BRC3热轧带钢表面氧化铁皮中的氧化物首先全部转变为FeO,然后再被还原,最终形成大部分亮白色的多孔状金属铁及小部分未被还原的灰黑色铁的氧化物.实验表明:在750℃,CO流量为3L/min,反应时间为180s的条件下,CO还原氧化铁皮的效果最好;而在相同的温度及反应时间的条件下,CO的流量越大,还原氧化铁皮的效果越好.     

汽车大梁用热轧黑皮表面钢的生产工艺探讨

在分析热轧钢板表面氧化铁皮结构及影响因素的基础上,探讨了汽车大梁用黑皮表面钢的生产工艺技术.对510 MPa级的黑皮钢,可以通过较低硅含量的成分设计和适当的轧制工艺控制来实现;而对于高强度的610L,由于FeO的共析转变温度较低,还需要严格的钢卷冷却控制才能实现.     

弹簧钢盘条氧化铁皮酸洗残留分析和工艺改进措施

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对Φ14 mm和Φ16 mm弹簧钢盘条(/%:0.58C,1.66Si,0.78Mn,0.006P,0.004S)表面残留氧化铁皮的厚度、结构及成分进行测量和分析。结果表明,弹簧钢中Si与FeO发生共析反应,生成铁橄榄石(2FeO·SiO_2)对氧化铁皮的钉扎效应以及较高的冷却速度、较厚脱碳层,会造成酸浸后氧化铁皮难以去除。通过将加热炉均热温度由原1150℃降至1 050℃,加热时间不大于2 h,控制炉内残氧量≤2%,精轧温度从920℃降至870℃,终轧温度从880℃降至840℃,避免出现全脱碳,减轻和避免生成铁橄榄石(2FeO·SiO_2),除鳞水压≥14 MPa,并平均冷却速度从1.9℃/s降至1.6℃/s,使部分FeO发生转变,产生体积膨胀和氧化铁皮开裂,改善酸洗效果。结果表明工艺改进后氧化铁皮酸洗缺陷率由原2.91%~3.58%降至0.69%~1.65%。     

精轧和吐丝温度对SCM435线材氧化铁皮物相结构的影响

线材的氧化铁皮起着保护线材免锈蚀的作用,但是也需要在酸洗时容易除去。影响铁皮除去或结合力的主要是铁皮的厚度和其物相结构。通过对不同轧制条件下的氧化铁皮厚度、物相结构进行检测分析,研究了精轧温度和吐丝温度对φ12 mm SCM435氧化铁皮物相结构的影响。研究表明,随着精轧温度或吐丝温度的升高,SCM435线材的氧化铁皮厚度均会增加,且在800-900℃短时间就会生成较厚(约20μm)的氧化铁皮;由于Cr的氧化选择性,精轧温度在870℃以上,吐丝温度在810℃以上时,随精轧温度或吐丝温度升高,氧化铁皮中FeO比例提高;但是吐丝温度高于860℃后,物相结构的变化趋缓,FeO的比例变化不大。     

热轧钢板红锈氧化铁皮形成机制及改进措施

在现场取样进行红锈氧化铁皮的宏观形貌、微区化学成分、组织结构及O/Fe质量百分含量的测试分析,发现钢中的Si与Fe生成的2FeO.SiO2化合物是形成红锈的主要原因。红锈氧化铁皮中的O/Fe质量百分比由内表面向外表面逐渐增加,内表面结构比较疏松,外表面结构比较致密。通过采用降低钢种硅含量,降低轧制过程温度和改善层流冷却工艺等措施有效地控制了氧化铁皮的性质和结构,从而避免了红锈氧化铁皮的产生。     

冷轧搪瓷钢搪烧后氧化铁皮剥落原因分析

潮湿环境下服役的热水器内胆，其外层致密附着的氧化铁皮能对钢基体起到保护作用，而外层氧化铁皮的不连续性剥落，易引起局部腐蚀，降低整个内胆使用寿命。对热水器内胆外层氧化铁皮进行分析，结果表明造成内胆外层氧化铁皮剥落的原因是搪瓷钢热轧原料卷表层粗晶遗传，导致冷轧搪瓷钢板表层粗晶，局部存在的表层粗晶在潮湿大气环境下高温搪烧，其氧化铁皮结构中，较疏松的FeO层较厚，在冷却过程中，应力作用发生裂纹扩展，造成氧化铁皮剥落。     

热轧汽车大梁钢氧化铁皮结构的控制

正长期以来,中国对普碳钢热轧钢材表面质量缺乏系统研究,造成经常因表面铁皮控制不当而出现问题,造成严重经济损失。典型的氧化铁皮结构由最外层较薄的Fe_2O_3中间层的Fe_3O_4层和靠近基体侧的FeO层组成。由于热轧工艺和周围环境不同,造成带钢表面氧化铁皮的结构和厚度会有很大的变化,对于某些热轧深冲用钢如汽车大梁板等,为彻底     

厚规格双相车轮钢表面压痕缺陷分析及控制

针对厚规格双相车轮钢表面压痕缺陷问题，通过分析压痕缺陷与氧化铁皮厚度的关系，得知氧化铁皮偏厚是造成厚规格双相车轮钢表面压痕缺陷的根本原因。结合氧化铁皮生成规律分析结果和厚规格双相车轮钢生产工艺特点，确定了通过提高精轧速度来降低氧化铁皮厚度的技术思路和氧化铁皮厚度控制目标。在此基础上，提出前置超快冷+常规冷+后置超快冷的轧后冷却装置配置技术，制定速度优先的精轧初始速度设定控制策略，并在首钢京唐公司2 250 mm热轧生产线上应用，有效解决了厚规格双相车轮钢表面压痕缺陷问题，使由表面压痕缺陷导致的车轮残次品率由30%降至3%,对推动厚规格双相车轮钢稳定批量生产、提高产品质量起到重要作用。     

冷弯免酸洗钢LW235-TS氧化铁皮控制技术研究

介绍了冷弯免酸洗钢氧化铁皮的形成机理及其影响因素,分析了唐钢不锈钢1580热轧产线LW235-TS氧化铁皮的形貌、厚度及折弯掉粉情况,通过采用优化成分设计加入Cr成分、调整精轧入口温度、终轧温度、提高轧制速度,使氧化铁皮以Fe_3O_4+FeO结构为主,厚度控制在10μm以下,90°折弯掉粉控制在4.4 mg/cm~2以下。     

卷取温度对热轧免酸洗 QStE420 TM钢氧化铁皮的影响

以热轧免酸洗QStE420TM汽车用钢为研究对象,在1 580 mm热轧线进行工业试验,研究了不同卷取温度对钢板表面氧化铁皮厚度和结构的影响规律。结果表明:受沿宽度方向供氧条件差异的影响,边部氧化铁皮中Fe_3O_4体积分数较高、FeO体积分数较低;卷取温度对氧化铁皮厚度的影响较小,对氧化铁皮结构影响显著;随着卷取温度由600℃增加至650℃,氧化铁皮厚度略有增加,Fe_3O_4体积分数显著提高,FeO体积分数明显降低。     

钢板表面氧化铁皮缺陷形貌及产生原因分析

通过扫描电镜、能谱仪和XRD衍射仪等相关试验手段对带钢表面氧化铁皮缺陷外貌形态、微区成分进行了试验分析,并对氧化铁皮缺陷产生的原因进行了研究.结果表明带钢的氧化铁皮缺陷主要有四种:①板坯出炉后未被高压水除鳞箱清除干净的粗轧时产生的一次氧化铁皮缺陷;②精轧前未完全被高压水除鳞而残存的二次氧化铁皮压入缺陷;③精轧过程中及随后的冷却过程中辊面氧化膜磨损造成热轧钢卷表面形成的三次氧化皮;④红色氧化铁皮的产生,主要是由于钢坯加热过程中表面氧化物与基体金属产生强烈啮合所致,大部分发生在高硅含量等特定的钢种上.     

基于热轧全流程氧化铁皮控制的耐蚀性工艺

 针对热轧生产流程实际工况,系统研究了热轧、卷取阶段的三次氧化铁皮演变规律,旨在不增加生产成本的前提下,通过调整热轧生产工艺控制氧化铁皮结构,利用热轧后生成的氧化铁皮作为防护屏障,提高钢材耐蚀性能。结果表明,在不同轧制温度下,三次氧化铁皮结构从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO,由于FeO中的阳离子空位密度大,导致其比例最大,并且随着轧制温度增加,氧化铁皮中的FeO层厚度逐渐增厚,并且其比例也逐渐增加。通过模拟连续冷却试验发现氧化铁皮结构转变关系呈现出“C”曲线的形式。在450～550 ℃温度范围内卷取时,FeO发生共析反应程度达到峰值,同时可以看出在高温下卷取可以有效抑制共析转变的发生。通过大量的试验研究表明,获得以先共析Fe₃O₄为主的完整氧化铁皮的结构类型,是有效提高热轧钢材耐蚀性的主要控制方向。因此在国内某钢厂热连轧生产线进行了基于氧化铁皮控制的耐蚀性工艺试轧试验和盐雾试验,结果表明,氧化铁皮完整致密,并且其结构类型主要为先共析Fe₃O₄,因此利用轧制工艺调整改变钢板表面氧化皮结构,钢材耐蚀性能得到显著提高。