氧化铁皮的特性

氧化铁皮的特性

氧化铁皮的主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO。

氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物；内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。所以氧化铁皮的结构是分层的。

一般氧化铁皮的层次有三层：最外一层为Fe2O3，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落；并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用；中间层是Fe2O3和FeO的混合体，通常写成Fe3O4，约占全部厚度的50%；与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40% ，FeO的性质发粘，粘到钢料上不易除掉。

Fe2O3呈红色，Fe3O4呈黑色，FeO呈蓝色，由于铁皮中各种氧化成份比例随其氧化过程不同而变化，因此表现颜色不同，当Fe2O3比例较多时，即表现为红色，当FeO较多时，表现为蓝灰色。

热轧钢板红色氧化铁皮(红锈)具有一定的普遍性。其特征是红色氧化铁皮沿板宽分布比较均匀，一般靠边部100mm内稍重些，卷内部比外部轻一些，这种红色氧化铁皮比较薄，一般不易擦下色，钢板越厚红色越重。

经大量调查，热轧钢板铁皮呈红色的钢种Si含量较高，Si>0.2%时红锈相对重一些，呈蓝灰色的钢种Si含量较低。以相同热轧工艺进行轧制试验，其结果与上述调查结论相符。Si≤0.07%红色氧化色可基本消除，对于厚规格Si还要更低些(Si≤0.05%)。由此，降低Si 含量是解决红锈问题紧有效的办法。

(1) 含Si量较高的钢，由于铁皮中气孔直径大，空冷时的裂纹容

易在氧化铁皮厚度中间停止，除鳞时裂纹与基底金属相平等传播，导致基底金属侧的氧化铁皮易残留下来，所以氧化铁皮剥离性不好。由于氧化铁皮易残留，导致随后的氧化过程中，Fe2O3比例高，使氧化铁皮呈红色。含Si 0.2%以上的钢，由于加热时在氧化铁皮与基底金属界面产生层状的Fe2SiO4，界面温度在Fe2SiO4的凝固温度1170℃以下时，铁皮对基底的着力增强，剥离性更差，导致红色更重。2)对于Si≤0.05%的C－Mn钢，氧化铁皮中气孔小，分布比较均匀，由空冷引起的热应力使氧化铁皮产生裂纹，低Si钢氧化铁皮中由于气孔小，应力松弛缓小，裂纹就沿气孔扩展到基底金属界面。除鳞时，热应力就在氧化铁皮和基底金属界面作为剪切力起作用，使氧化铁皮从基义金属上剥离开。由于高温时铁皮剥离性好，在随后的氧化过程中导致铁皮中FeO比例较高，使铁皮呈蓝灰色。对于边部100mm以内红色相对重一些是由于板坯出炉后边部冷速较快，造成边部温度比中部低，导致除鳞时FeO比中部残留多，所以边部红色相对中部重一些。卷取前钢板表面覆盖一层冷却水，阻止空气中O2与钢板接触，有利于防止出现红色氧化色。卷取后钢卷冷却慢(或钢板厚)红色氧化色较重。由于较厚的钢板，层冷时表面与芯部存在温度梯度，卷取后钢板表面温度回升，钢卷冷速较慢，与O2反应充分，Fe2O3比例更大，所以红色相对重一些。