钢材如何形成氧化皮

钢材如何形成氧化皮
在金属表面层由于氧化的结果形成氧化薄膜一氧化铁皮。

加热时由于氧和铁的扩散，结果形成氧化铁皮。

铁往表面层扩散，而氧则相反，通过有氧化铁皮的薄层（膜）往金属里面扩散。

因而氧化铁皮层变得更厚。

在过程开始时，形成氧化业铁Fe0。

在温度900℃左右时，氧化皮由明显的三层组成。

氧化皮上层是氧化铁Fe 03。

这层占氧化皮厚度的2%。

中间层由磁性氧化物F3 04组成并占氧化皮厚度的18%左右。

粘附于金属的内层Fe0占氧化皮厚度的80%左右。

在较高温度时，氧化皮由两层组成。

形成氧化皮决定于以下基本因素.a度、加热时间、炉气介质及钢的化学成分。

为确定加热温度对形成氧化皮的影响，做了如下试验。

取直径+18mm及长60mm的碳钢(0.45%C)试样，在电马弗炉中加热烈700、750、800、850、900、950和1000℃保温0.5h。

同时往炉中放四块试样。

边缘的试样具有用金属刷子轻轻刷过的热轧金属表面。

右边策二个试样沿直径剥去0.5mm，左边第二个试样是酸洗过的。

为测量温度，在带孔的试样中间放置热电偶。

所有试样都彼此等距离放置在陶瓷垫的马弗炉炉底上，加热后在空气中冷却并轻轻地刷，以期除掉氧化铁皮。

烧损（形成氧化皮）以试验前后试样质量差来确定。

得到的数据表明，氧化铁皮随温度升高而增加。

在700 - 750℃时观察到产生氧化铁皮最少。

温度升高到800 - 850℃氧化铁皮增
加不显著。

从850℃开始，氧化铁皮显著地增加，而从900℃开始时强烈增加。

900 - 1420℃范围内温度对形成氧化铁皮的影响，氧化铁皮从1200 - 1300℃开始急剧地增加。

在1400℃及1350qC时形成氧化铁皮分别为1200℃时的5倍和2.75倍，并且为900℃时的28倍及16倍。

在900℃时形成氧化铁皮又比700℃时多i.6倍。

随着温度的提高，含Fe0的氧化铁皮内层增加。

水蒸气和C07从低温开始对形成氧化铁皮就有最显著的影响。

氧和空气在900 - 1000℃温度范围内对形成氧化铁皮有很强烈地影响。

形成氧化铁皮随加热时间的增加而增多，然而氧化铁皮增加程度逐渐地减少。

形成氧化铁皮在很大程度上取决于钢的成分。

提高钢中含m、Cr. Si、W和Cu量可减少金属表面氧化铁皮。

Co. NIo和Ni对形成金属氧化铁发起相反的作用。

在上面指出的加热条件下随着这些元素含量的增加，氧化物往金属深处的渗透亦增加。

形成效化铁皮与氧化物的物理性质有关。

多孔的氧化物不易附着，而且不能抵制氧向金属深处扩散。

反之，具有致密组织的氧化物强烈地附着金属，并能很好地抵制氧往金属深处扩散：这样的氧化物具有保护的性质。

Si、Al和Cr促使形成很致密而且往金属上很好附着的氧化物薄膜。

由于这个缘故，这些元素用作热强钢的合金成分有
的钢号含量达到2．9%、Si. 20% CrO
烧损主要在加热炉中加热时进行，这是广泛流行的见解。

轧制时所产生的烧损被认为是不太大的。

实际上，在炉外形成氧化铁皮的损尖有时甚至是极大的，而且在某些情况下超过炉中的烧损。

由于已加热到相当高温度的金属大量的表面处于与空气接触之中，故在线材及小型材轧机上轧制时所产生的氧化铁皮损失甚至大于炉中加热的烧损。