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本论文主要研究了普碳钢热轧板表面氧化皮的显微结构对酸洗效果的影响。人们对于氧化皮的研究已进入了一个相对成熟的阶段,而对于实际生产过程中形成的氧化皮的相关文献较少,本论文旨在通过金相观察、扫描电子显微镜观察、X射线衍射观察、原子力显微镜观察、EBSD技术观察、酸洗试验及结合力试验,分析研究热轧板在不同冷却速率下表面氧化皮的微观结构,氧化皮的相组成,各相的成分比例及分布形态;对热轧板上生成不同结构的氧化皮的原因做出相应解释;探讨冷却速率对氧化皮性能的影响,从而了解氧化皮难酸洗的原因,提出改善氧化皮性能的主要方法,从而对普碳钢的实际生产加工过程给予指导。
经过研究发现:
宝钢热轧板表面形成的氧化皮厚度约为7~8μm,它的结构主要是Fe3O4、少量FeO和游离Fe的混合物,并且游离的α-Fe在原FeO的晶界富集。热轧板表面最初生成的FeO在570℃以下和足够缓慢的冷却条件下会发生分解反应,温度越低,分解的可能性就越小;当冷却速度足够快时,FeO可以保留至室温。
比较多种表征氧化皮显微结构的分析方法,EBSD技术能够表征氧化皮的相分布、晶粒大小,因此它是最佳分析手段。
氧化皮的晶粒度、相组成和晶界特性均会对酸洗时间产生影响。晶粒大、单一的FeO和高能随机晶界比例高的氧化皮易于酸洗;在相组成相同的情况下,与基体结合力较差的氧化皮,所需酸洗干净的时间相应减少。
酸洗条件不同,将氧化皮洗净的时间不同。试验表明,当盐酸和水的体积比为1:1,酸洗温度为60℃时,酸洗时间短。
通过研究氧化皮的厚度、相组成、晶粒度等对酸洗效果的影响,对梅山钢铁厂热轧板的生产工艺进行了调整,使钢板氧化皮的酸洗速度显著提高,最终取得了满意效果。