低碳鋼在空氣中加熱至575~1370℃時(shí),因高溫氧化在剛才表面會(huì)產(chǎn)生高溫氧化皮。厚度和成分取決于加熱的持續(xù)時(shí)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(huì)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。
熱軋鋼板紅色氧化鐵皮(紅銹)具有一定的普遍性。其特征是紅色氧化鐵皮沿板寬分布比較均勻,一般靠邊部100mm內(nèi)稍重些,卷內(nèi)部比外部輕一些,這種紅色氧化鐵皮比較薄,一般不易擦下色,鋼板越厚紅色越重。
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(shí),即表現(xiàn)為紅色,當(dāng)FeO較多時(shí),表現(xiàn)為藍(lán)灰色。
對(duì)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(shí),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(shí)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(duì)于邊部100mm以內(nèi)紅色相對(duì)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(shí)FeO比中部殘留多,所以邊部紅色相對(duì)中部重一些。