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。
氧化皮是惰性材料,如果能很好的黏附在鋼鐵表面,可能是較好的保護(hù)層。但是氧化皮的保護(hù)并不可信任。它的表層為化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的Fe2O3 ,中層是Fe3O4 ,緊貼金屬的為FeO,在水和氧的作用下,很容易生成氫氧化物。加上外界溫度的變化、機(jī)械作用等,性質(zhì)較脆的氧化皮會很快剝落。針對較嚴(yán)重難處理的氧化皮,可以選用森源牌洗鋼水(白鋼水)快速清洗氧化皮的同時,具有鈍化防銹的功能,可保持工件不再氧化腐蝕。
各種氧化皮相對裸鋼而言是陰極。當(dāng)鋼板被氧化皮部分覆蓋而面臨腐蝕時,作為陰極的氧化皮并不腐蝕,而被作為陽極的鋼板所保護(hù)。在海水中,與鋼相比,可與產(chǎn)生0.4V的電位差。因此在氧化皮破裂的地方,腐蝕發(fā)生在陽極表面上,鋼板遭受腐蝕,通常呈現(xiàn)非常深的點蝕。除去氧化皮做好的方法是:選用森源牌洗鋼水(白鋼水)處理。操作簡單,節(jié)約成本。
對于Si≤0.05%的C-Mn鋼,氧化鐵皮中氣孔小,分布比較均勻,由空冷引起的熱應(yīng)力使氧化鐵皮產(chǎn)生裂紋,低Si鋼氧化鐵皮中由于氣孔小,應(yīng)力松弛緩小,裂紋就沿氣孔擴(kuò)展到基底金屬界面。除鱗時,熱應(yīng)力就在氧化鐵皮和基底金屬界面作為剪切力起作用,使氧化鐵皮從基義金屬上剝離開。
由于高溫時鐵皮剝離性好,在隨后的氧化過程中導(dǎo)致鐵皮中FeO比例較高,使鐵皮呈藍(lán)灰色。
對于邊部100mm以內(nèi)紅色相對重一些是由于板坯出爐后邊部冷速較快,造成邊部溫度比中部低,導(dǎo)致除鱗時FeO比中部殘留多,所以邊部紅色相對中部重一些。