几种热轧钢板氧化动力学及热处理过程研究

论文摘要

热轧带钢表面的氧化皮结构强烈地受卷曲温度和钢卷冷却条件影响,因此,研究氧化皮的结构及其相变规律,对于工业生产无疑具有重要意义。本文通过对宝钢生产的SS400、DC01、QstE500TM、SPHC四种型号热轧钢板在550℃、600℃、650℃、700℃、800℃、900℃、950℃下,于空气气氛中进行30min氧化实验,获得了四种型号热轧钢板的恒温氧化动力学曲线,通过对氧化动力学曲线拟合,发现四种钢板的氧化动力学遵循抛物线规律,即氧化膜增重（或氧化膜厚度）的平方与时间成正比。在600～700℃以上,四种钢板的抛物线氧化速率常数按如下顺序变化：SPHC>QstE500TM>DCO1>SS400。对SS400热轧钢板分别在800℃、700℃、630℃下于空气中进行氧化实验,并对氧化样品在真空或者N2气氛中进行热处理,发现当氧化温度与后续热处理温度相同时,氧化膜中的Fe304和Fe203能够转化为FeO,且FeO含量的增加趋势符合抛物线规律,由此证明相转变过程的控制步骤是离子的扩散；氧化层中三种氧化物相转变速率在N2气氛中要高于真空中；相转变温度越低,初始氧化膜FeO层越厚,相转变速率越慢。对带氧化皮的热轧钢板SS400及QstE500TM进行不同条件的热处理实验,获得了对应的还原快冷氧化层、还原缓冷氧化层、先共析反应充分氧化层+Seam（夹层结构）层充分成长氧化层、迟滞共析反应充分氧化层。发现原始氧化皮的硬度和结合力都较高。热处理后,氧化皮的硬度和结合力均下降,但不同热处理制度对表面氧化膜的硬度和结合力影响不明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 纯铁的氧化
• 1.2 碳钢的氧化
• 1.2.1 碳钢的氧化动力学
• 1.2.2 碳钢的氧化层结构
• 1.2.3 碳钢氧化行为的影响因素
• 1.3 热轧带钢的氧化
• 1.3.1 热轧带钢氧化层相组成
• 1.3.2 热轧带钢氧化层生长机理
• 1.4 热轧带钢表面除鳞方法
• 1.5 本研究工作的意义和内容
• 第2章 热轧钢板的氧化动力学研究
• 2.1 实验方法
• 2.1.1 实验样品及规格
• 2.1.2 仪器及试剂
• 2.1.3 实验步骤
• 2.2 四种热轧钢板的恒温氧化动力学研究
• 2.2.1 SS400恒温氧化动力学
• 2.2.2 DC01恒温氧化动力学
• 2.2.3 QstE500TM恒温氧化动力学
• 2.2.4 SPHC恒温氧化动力学
• 2.3 热轧钢板氧化机制讨论
• 2.4 本章小结
• 第3章 热轧钢板SS400氧化层相转变规律研究
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 实验样品、仪器及试剂
• 3.1.2 氧化物相XRD定量分析原理
• 3.1.3 氧化物相表面形貌观察与成份测量原理及依据
• 3.1.4 实验步骤
• 3.2 SS400氧化层相转变热处理结果
• 3.2.1 SS400于不同温度下氧化后氧化层相组成分析
• 3.2.2 SS400于800℃空气中氧化,800℃热处理后氧化层相组成分析
• 3.2.3 SS400于800℃空气中氧化,700℃热处理后氧化层相组成分析
• 3.2.4 SS400于800℃空气中氧化,630℃热处理后氧化层相组成分析
• 3.2.5 SS400于700℃空气中氧化,700℃热处理后氧化层相组成分析
• 3.2.6 SS400于630℃空气中氧化,630℃热处理后氧化层相组成分析
• 3.3 SS400氧化层形貌观察
• 3.4 SS400氧化物相转变机制讨论
• 3.5 本章小结
• 第4章 热轧钢板氧化膜力学性能测试
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 实验样品、仪器及试剂
• 4.1.2 显微硬度测试仪测试原理
• 4.1.3 微观力学及摩擦学测试仪测试原理
• 4.1.4 拉脱实验仪测试原理
• 4.1.5 实验步骤
• 4.2 SS400、QSTE500TM氧化膜力学性能测试结果与讨论
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢