热轧Q235B钢板表面红色氧化铁皮检测分析.pdf

2010年第1期
新疆钢铁
总113期
热轧Q235B钢板表面红色氧化铁皮检测分析
薛宪营
(宝钢集团八钢公司制造管理部)
摘要:热轧Q235B钢板表层氧化铁皮缺陷出现频次较高,利用光学显微镜和扫描电镜对表面氧化铁皮的
厚度、结构以及成分进行了测量,结果表明,表面氧化铁皮的除不尽主要因为基底一氧化铁皮界面上生成了铁
敝榄石(2FeO-SiO2或Fe2SiO4)。此外,在界面附近同时还发现了Mn和Cr的内氧化物。
关键词:Q235B;氧化铁皮;光学显微镜;担描电镜;铁橄榄石;内氧化物
中图分类号:TG115.21
文就标识码:A
文章编号:1672-4224(2010)01-000503
Examination on the Surface Red-scale of Hot-rolled Q235B Steel
XUE Xian-ying
( Manufacturing Management Department, Bayi Iron&Steel Co., Baosteel Group)
Abstract: The surface red-scale defect appeared on hot-rolled Q235B steel with high frequeney, of which the thick-
ness, structure and composition are examined using optical microscope (OM)and scanning electron microscope(EM),
results show that the main cause for un-removable scale is the formation of fayalite with chemical expression 2FE0SI02
on the interface between substrate and red-scale where the internal manganese and chromium oxides are found at the
same time
Key words: Q235B; red-scale; OM; SEM; fayalite; internal oxide
在热轧生产中,板坯在热轧前需经高温加热。由行了观察。
于钢板在高温下与氧化性气体接触,会在表层生成
较厚的氧化铁皮,连铸坯出加热炉进人轧机前要进
2试验结果与讨论
行除鳞处理,如果表层氧化铁皮除不尽,会对钢板表
钢卷取样位置处的红色氧化铁皮(上表面)宏观
面质量造成一定的负雨影响,严重的甚至影响钢板形貌如图1所示。由图1可见,表面氧化铁皮沿钢板
的后工序加工质量。钢板表面的氧化铁皮是表层氧宽度方向无规律分布,未呈现与除鱗喷嘴位置相对
化铁皮的一种表面形式,具有较高的硬度和难酸洗应的祭状,所以排除因除鳞喷嘴位置和角度布置不
去除等特性。利用光学显微镜和扫描电镜,通过对试合理而导致的漏除。氧化铁皮厚度与距离边部的距
样表层氧化铁皮的形貌观察和微区成分分析,探讨离之间的变化曲线如图2所示。结果表明,钢板下表
了氧化铁皮的形态、结构及与基体的结合情况,对热面氧化铁皮的厚度比上表面要小,而且边部的氧化
轧除鳞工艺方案的制定提供理论依据。
铁皮厚度大于中心部。在钢板卷取后冷却的过程中,
1试验方法
钢卷的边缘或者头尾与空气中的O2充分接触,尤其
是在卷取不紧密的情况下,这种现象尤为突出,所
分别在距离边部120、210、360、500mm处切取以,致钢板边部试样的表面氧化铁皮厚度大于钢
金相样,金相试样取样尺寸15mmx20mx12mm,板中间的表层氧化铁皮厚度(大约5um),而钢板不
经抛光后,利用光学显微镜测得不同位置处上下表同部位在卷取后的回温和与O2接触程度的不同这
面氧化铁皮的厚度,利用LEVO-10型扫描电镜对两种因素相互耦合,导致不同部位氧化铁皮的厚度
表层氧化铁皮的形态、结构及与基体的结合情况进呈现如图2所示的演变趋势。
联系人:薛宪营,男,34岁,博士,技术研究主任工程师,乌鲁木齐(830022)宝钢集团八钢公司制造管理部
E-mail:xuexy@bygt.com.cn
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4 Fe0
所以在钢板卷取后,会发生进一步氧化和FeO
的进一步分解,氧化铁皮中的Fe有可能是通过FeO
R
的分解生成,另一种情况是基底中的Fe高温时发生
扩散进入氧化铁皮。这两种情况下生成的Fe,都有
可能被氧化成FeO2,导致板卷表面红色氧化铁皮的
缺陷发生,同时也证明了图4中Fe和0元素的波
动情况。
图1红色氧化铁皮的宏观形貌
Cer sum
白三
图3EDX分析位置
Distance from Edge/name
图2上下表面氧化铁皮厚度的横向分布
Fe, . O
FeO+Fe
取样钢卷厚度为12m,试样经抛光后利用扫
描电镜进行观察。沿图3中虚线上不同位置处的
Substrate
EDX点扫描,成分分析结果如图4所示,从检验结
果看出,从基底到表面[]逐渐增高,F逐渐降低
氧化铁皮中间层有一定程度的反向波动,Sj]在图中
箭头处有局部增加的现象。按图中Fe/O计算,形成
的氧化铁皮依次为Fe10(1-x:1为Fe和O元素的
T-1
4A▲
化学计量比,但x很小,习惯写为FeO)、FeO,和
1012
Distence/mm
Fe_O2。而且,如图5(a)和(c)所示,在氧化铁皮内部靠
图4EDX成分分析
近界面的地方存在富颗粒状 Festo相,Fe_SiOa
另外,对厚度6mm的Q235B样品的表面氧化
相在1173℃为液态,1220℃时液态FeSi0,相包围铁皮进行了测量,厚度为6.45ルm,可见薄规格钢板
FeO,形成 Feo/Fe, Sio.的共析产物, Fe,Sio,相对表层的氧化铁皮厚度较之厚规格钢板小。这是因为
FeO形成钉扎作用,除鱗时如果由残留FeO,与H0厚规格钢板的表面在卷取之后有一个回温过程,导
或O接触后被进一步氧化形成表面红色氧化铁皮。致进一步发生氧化,使得表层氧化铁皮厚度较大。另
另外,在氧化铁皮内部靠近氧化铁皮与基体的界面外,图6所示,氧化铁皮内部分布垂直于界面的裂
处还发现了Ma和Cr的内氧化物,如图5b)所示,这纹,裂纹贯穿氧化铁皮厚度。说明氧化铁皮内部残余
与于洋等人观察到的结果有所不同。
应力较大,与厚规格钢板表层的氧化铁皮比较,剥离
从基底内部到最外层氧化铁皮不同位置处性较好。有关氧化铁皮内部应力以及氧化铁皮在基
EDX测得的Fl波动可以看出,存在Fe+Fe:O,的混底上的择优取向(织构)对除鳞效果的影响,借助
合区域。FeO在570℃以下很不稳定,易分解:XRD可以得到更有意义的结果。
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