熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)對(duì)酸洗效果的影響分析

黎 亮

（中山中粵馬口鐵工業(yè)有限公司，廣東中山 528437）

熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)對(duì)酸洗效果的影響分析

黎 亮

（中山中粵馬口鐵工業(yè)有限公司，廣東中山 528437）

熱軋板的氧化皮結(jié)構(gòu)是其酸洗效果的主要影響之一，隨著相關(guān)研究的不斷深入，對(duì)熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)的分析取得了一定進(jìn)展，傳統(tǒng)氧化鐵皮主要分為三層結(jié)構(gòu)，分別是表層的氧化鐵、中間層的四氧化三鐵和里層的氧化亞鐵。但在熱軋板卷曲過程中，氧化皮結(jié)構(gòu)受卷曲溫度、終軋溫度、冷卻速度和環(huán)境氧氣含量等因素影響，在室溫下主要表現(xiàn)為兩種結(jié)構(gòu)，一是外層四氧化三鐵和內(nèi)層氧化亞鐵的復(fù)合結(jié)構(gòu)，二是四氧化三鐵的單層結(jié)構(gòu)。采取EBSD技術(shù)和金相顯微鏡對(duì)其進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)比單層結(jié)構(gòu)氧化皮更容易酸洗。

熱軋板；氧化皮結(jié)構(gòu)；酸洗效果；影響

氧化鐵皮的顯微特征是衡量熱軋板表面質(zhì)量的重要指標(biāo)，對(duì)相關(guān)工序的質(zhì)量有直接影響，因此，對(duì)熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析十分必要。采用EBSD技術(shù)建立微區(qū)成分、顯微組織與結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)分析之間的聯(lián)系，對(duì)其晶界結(jié)構(gòu)和分布情況進(jìn)行觀察，從而實(shí)現(xiàn)定量分析和統(tǒng)計(jì)測(cè)定，為熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)對(duì)酸洗效果影響的分析提供支持。

1 材料準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)選用的材料為SPHC熱軋板，厚度為2.3mm，主要化學(xué)成分為C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Al，樣品取自熱軋廠。其中，樣品A直接取自熱卷平臺(tái)，樣品B為室溫下存放兩天的同型鋼卷。為實(shí)驗(yàn)方便，將樣品A和樣品B切割成規(guī)格為15mm×15mm的正方形，并鑲嵌在樹脂材料中，作為金相試樣。

首先取氧化鋁水砂紙，并研磨至最細(xì)，得到1 200#砂紙，對(duì)兩種樣品使用金剛石研磨劑拋光，分別在安裝有ESBD附件的掃描電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡下，對(duì)熱軋板樣品的氧化皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。取VHCL∶VH2O=1∶1的酸液對(duì)樣品進(jìn)行酸洗，酸洗實(shí)驗(yàn)在60℃恒溫水浴下進(jìn)行。

2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析

對(duì)樣品A和樣品B腐蝕前后的金相照片進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)用腐蝕液為濃度4%的硝酸酒精。在腐蝕前，觀察不到樣品A氧化鐵皮的分層結(jié)構(gòu)，經(jīng)過腐蝕后，分層結(jié)構(gòu)才趨于明顯，而且氧化皮的外層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)淺灰色，內(nèi)層結(jié)構(gòu)的顏色則較深。熱軋板內(nèi)外氧化皮結(jié)構(gòu)的成分不同，出現(xiàn)這一現(xiàn)象說明不同層次具有不同的耐酸腐蝕能力。樣品B是在室溫存放兩天的熱軋板，在顯微鏡下已經(jīng)觀察不到明顯的分層結(jié)構(gòu)了，從金相照片上來看，灰色的氧化皮結(jié)構(gòu)上分布著零星的亮白色斑點(diǎn)，是經(jīng)酸液腐蝕后留下的黑坑。

熱軋板單層結(jié)構(gòu)氧化皮的產(chǎn)生是由生產(chǎn)條件導(dǎo)致的，在熱軋板生產(chǎn)過程中具有普遍性。在熱軋板軋制生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，一般精軋溫度為880～900℃，之后的卷曲溫度則為570～610℃，最后采取自然冷卻的方法，將熱軋板放在地面上自行冷卻。

3 熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)對(duì)酸洗效果的影響

通過對(duì)樣品A和樣品B進(jìn)行酸洗實(shí)驗(yàn)可知，熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)不同，酸洗時(shí)間有較大差異。其中，樣品A的氧化皮結(jié)構(gòu)經(jīng)過65s就可以被酸洗干凈，而樣品B則需要110s。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熱軋板氧化皮結(jié)構(gòu)中的Fe3O4含量對(duì)酸洗效果有直接影響，與相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)的四氧化三鐵難溶于酸的性質(zhì)相符。之前在金相照片中觀察到的亮白點(diǎn)，就是游離態(tài)的鐵，是共析反映的產(chǎn)物之一。鐵顆粒會(huì)沿著FeO的晶界優(yōu)先析出，并沿著晶界通道擴(kuò)散，在晶界處出現(xiàn)富集。

由此可以得出結(jié)論，熱軋板的氧化皮結(jié)構(gòu)主要是四氧化三鐵和游離鐵的混合物，是氧化亞鐵分解反應(yīng)的產(chǎn)物。在熱軋板卷曲前期，氧化亞鐵未完全分解，出現(xiàn)外層四氧化三鐵、內(nèi)層氧化亞鐵的雙層結(jié)構(gòu)，在自行冷卻條件下，氧化亞鐵徹底分解，形成單層結(jié)構(gòu)，而且鐵顆粒會(huì)在氧化亞鐵境界附近富集。熱軋板的酸洗效果主要受氧化皮結(jié)構(gòu)中四氧化三鐵的含量所影響，雙層結(jié)構(gòu)氧化皮比單層結(jié)構(gòu)更易被酸洗。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文主要采取實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)熱軋板氧化皮結(jié)果對(duì)酸洗效果影響進(jìn)行分析，使用的儀器主要是光學(xué)顯微鏡和裝有EBSD的掃描電子顯微鏡，通過對(duì)酸洗實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，分析出氧化皮結(jié)構(gòu)的主要成分及形成原因，并得出結(jié)論，氧化皮結(jié)構(gòu)對(duì)酸洗效果的影響主要取決于四氧化三鐵的含量。

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A n a l y s i s o f t h e I n f l u e n c e o f O x i d a t i o n S t r u c t u r e o f H o t R o l l e d P l a t e o n P i c k l i n g E f f e c t

Li Liang

The microstructure of oxide scale of hot rolled plate is one of the main effects of the pickling effect，with the in-depth research，analysis of hot rolled plate oxide structure has made some progress，the traditional scale is divided into three layers，namely，the surface of the iron oxide intermediate layer of Fe3O4 and layer of ferrous oxide.But curling in the hot rolling process，the oxide skin structure is inf l uenced by the coiling temperature，f i nal rolling temperature，cooling rate and environmental factors such as oxygen content，mainly at room temperature for the two kinds of structure，is a composite structure of outer and inner layer of ferrous oxide Fe3O4，two is a single layer structure of four oxidation of iron.In this paper，EBSD technology and metallographic microscope were used to study it.It is found that the composite structure is easier to be pickled than the oxidized leather with single layer structure.

hot rolled plate；oxide structure；pickling effect；inf l uence

TG335.11

A

1003-6490（2017）08-0062-01

2017-05-23

黎亮（1982—），男，廣東陽春人，助理工程師，主要研究方向?yàn)樗嵯垂に嚰夹g(shù)和廢酸液處理回收利用技術(shù)。