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(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。
各種氧化皮相對(duì)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(shí),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(diǎn)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。
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。