在原有的氧化皮上,總是存在著深達(dá)基體的裂紋,當(dāng)電解質(zhì)涌進(jìn)裂紋后,鐵和氧化皮構(gòu)成原電池。氧化皮是陰極,鐵作為陽極而加速腐蝕,因此氧化皮的面積越大,鋼鐵基體的腐蝕速度越快,腐蝕越嚴(yán)重。
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。
經(jīng)大量調(diào)查,熱軋鋼板鐵皮呈紅色的鋼種Si含量較高,Si>0.2%時(shí)紅銹相對(duì)重一些,呈藍(lán)灰色的鋼種Si含量較低。以相同熱軋工藝進(jìn)行軋制試驗(yàn),其結(jié)果與上述調(diào)查結(jié)論相符。Si≤0.07%紅色氧化色可基本消除,對(duì)于厚規(guī)格Si還要更低些(Si≤0.05%)。由此,降低Si含量是解決紅銹問題緊有效的辦法。
含Si量較高的鋼,由于鐵皮中氣孔直徑大,空冷時(shí)的裂紋容易在氧化鐵皮厚度中間停止,除鱗時(shí)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(shí)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(shí),鐵皮對(duì)基底的著力增強(qiáng),剝離性更差,導(dǎo)致紅色更重。