氧化皮主要成分是:鐵水表面生成的鐵及鐵中合金元素的氧化物,浮渣是浮在鐵水表面的熔渣,其成分氧化鈣、二氧化硅、硫磷氧化物、氧化皮及其它造渣劑所形成的熔點(diǎn)較低的玻璃狀混合物,以防止鐵水氧化。
低碳鋼在空氣中加熱至575~1370℃時,因高溫氧化在剛才表面會產(chǎn)生高溫氧化皮。厚度和成分取決于加熱的持續(xù)時間和溫度。高溫氧化皮里層為黑褐色的FeO,是結(jié)構(gòu)疏松過孔的潔凈組織,各晶粒之間互相聯(lián)系薄弱,并且易被破壞。中間層為Fe3O4,較為致密,無孔無裂紋,會形成剝離狀斷口。外層是Fe2O3,結(jié)構(gòu)致密,是尖晶石結(jié)構(gòu)。一般氧化皮以FeO為主,F(xiàn)e2O3 含量少。
鋼的表面氧化鐵皮主要由FeO、Fe3O4和Fe2O3所組成,F(xiàn)e2O3呈紅色,F(xiàn)e3O4呈黑色,F(xiàn)eO呈藍(lán)色,由于鐵皮中各種氧化成份比例隨其氧化過程不同而變化,因此表現(xiàn)顏色不同,當(dāng)Fe2O3比例較多時,即表現(xiàn)為紅色,當(dāng)FeO較多時,表現(xiàn)為藍(lán)灰色。
含Si量較高的鋼,由于鐵皮中氣孔直徑大,空冷時的裂紋容易在氧化鐵皮厚度中間停止,除鱗時裂紋與基底金屬相平等傳播,導(dǎo)致基底金屬側(cè)的氧化鐵皮易殘留下來,所以氧化鐵皮剝離性不好(如圖1)。由于氧化鐵皮易殘留,導(dǎo)致隨后的氧化過程中,F(xiàn)e2O3比例高,使氧化鐵皮呈紅色。含Si 0.2%以上的鋼,由于加熱時在氧化鐵皮與基底金屬界面產(chǎn)生層狀的Fe2SiO4,界面溫度在Fe2SiO4的凝固溫度1170℃以下時,鐵皮對基底的著力增強(qiáng),剝離性更差,導(dǎo)致紅色更重。