热轧碳钢氧化铁皮的结构转变、酸洗行为及腐蚀性能研究

论文摘要

本文利用SEM和差热热重同步分析仪等设备对热轧碳钢氧化铁皮在连续冷却条件下的结构转变规律进行了探索,研究热轧钢卷不同位置的氧化铁皮的酸洗行为,分析由于供氧差异对氧化铁皮结构和酸洗行为造成的影响；利用干湿交替循环腐蚀实验很好地模拟工业大气环境,研究不同结构氧化铁皮对基体钢的耐大气腐蚀性的影响。并且依据实验室的理论研究,在工业生产中很好地解决了实际问题。通过这些研究,得出如下主要结论：1.通过对SPHC氧化铁皮的结构变化研究发现,连续冷却条件下,较快冷速会抑制共析反应的发生,氧化铁皮结构以先共析Fe304和残留FeO为主。450℃开始冷却时,冷却速度1℃/min,最后室温组织中的共析含量最大,连续冷却转变C曲线的鼻尖温度出现在450℃左右。当卷取温度低于350℃时,由于温度低原子扩散能力减弱,FeO的共析反应完全被抑制。2.卷取后钢卷边部供氧充足,边部会继续氧化产生高价氧化物,使酸洗难度增加。钢卷心部几乎处于无氧环境中,高温下高价氧化物会被消耗,在最后的氧化铁皮组织中残存有大量的FeO,更容易通过酸洗除去。氧化铁皮厚度直接影响酸洗效率,氧化铁皮越薄,酸洗速度越快。3.氧化铁皮结构中即无共析转变也无先共析转变的带氧化铁皮钢腐蚀增重最小,电化学分析结果也表明其耐大气腐蚀性最好,其腐蚀产物平整、致密,这种类型的氧化铁皮对基体钢有很好的保护作用。4.结构致密的氧化铁皮对基体钢有很好的保护作用。如果钢板表面的缺陷过多导致孔隙率很高,则会引起明显的缝隙腐蚀。如果氧化铁皮表层由高价氧化物Fe304和Fe203覆盖,由于高价氧化物本身的结构单一致密,能够减缓腐蚀反应的进程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 铁的氧化物特性及氧化机理
• 1.1.1 铁的氧化物特性
• 1.1.2 氧化铁皮的产生机理
• 1.1.3 氧化铁皮的结构转变
• 1.2 氧化铁皮类型及去除方法
• 1.2.1 高压水除鳞
• 1.2.2 机械法除鳞
• 1.2.3 气体还原法除鳞
• 1.2.4 表面生态酸洗
• 1.2.5 酸洗除鳞
• 1.3 氧化铁皮耐腐蚀性研究
• 1.3.1 氧化铁皮具有保护性的条件
• 1.3.2 氧化铁皮覆盖下钢材的腐蚀行为
• 1.4 热轧碳钢氧化铁皮控制技术研究现状
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第2章 连续冷却条件下氧化铁皮结构变化规律的研究
• 2.1 实验用钢及其氧化铁皮结构
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验过程
• 2.4 连续冷却条件下氧化铁皮的结构变化
• 2.5 冷却条件对氧化铁皮结构的影响
• 2.6 小结
• 第3章 热轧钢卷不同位置氧化铁皮的酸洗行为研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 钢卷不同位置处的氧化铁皮结构差异
• 3.3 酸洗实验
• 3.3.1 酸洗动力学分析
• 3.3.2 短时间酸洗后试样表面出现红色现象
• 3.4 小结
• 第4章 氧化铁皮对基体钢的耐大气腐蚀性影响
• 4.1 实验内容
• 4.1.1 实验用钢的氧化铁皮结构
• 4.1.2 实验设备
• 4.2 实验过程
• 4.2.1 试样制备
• 4.2.2 干湿交替循环腐蚀实验（CCT）
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 锈层的表面形貌
• 4.3.2 腐蚀增重动力学
• 4.3.3 锈层微观形貌及锈层厚度
• 4.3.4 XRD衍射分析锈层成分
• 4.5 电化学性能测试
• 4.6 讨论
• 4.7 小结
• 第5章 工业试验
• 5.1 原工艺制度及原始工艺条件下的氧化铁皮
• 5.1.1 原料及原始工艺参数
• 5.1.2 原始工艺条件下氧化铁皮结构
• 5.1.3 原始工艺条件下SPHC板的酸洗结果
• 5.2 现场试轧
• 5.2.1 试轧工艺设定
• 5.2.2 氧化铁皮结构分析
• 5.2.3 调整工艺后的酸洗效果
• 5.2.4 氧化铁皮粘附性检测
• 5.3 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢