卷取温度对1.5%Si无取向硅钢氧化皮的影响
发布时间：2021-02-20 10:22
采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等研究了卷取温度对1.5%Si无取向硅钢氧化皮的形貌及组成的影响。结果表明,在650～700℃,氧化皮均由Fe2O3、Fe3O4和Fe组成。随卷取温度降低,Fe2O3含量减少,氧化皮厚度逐渐降低,同时氧化层与基体间的富Si层也逐渐变薄,表面形貌由岛状分布晶须变为团簇状螺旋柱晶组织。当卷取温度继续降低至600℃时,氧化皮主要由Fe2O3组成,氧化层及富Si层均很薄,表面疏松多孔,且在内应力作用下发生褶皱鼓泡甚至破裂脱落,有利于酸洗除磷。工业生产中通过降温卷取调试,使硅钢热卷的酸洗效果和效率显著提高。
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
热轧及卷取过程模拟实验
图2为不同卷取温度下的1.5%Si硅钢表面氧化皮截面形貌。在700、680、650和600 ℃卷取温度下,氧化层厚度分别为10～13 μm,7～10 μm,5～6 μm和3～4 μm。从图2中可看出,随着卷取温度升高,氧化速度提高,氧化层越来越厚。当温度高于650 ℃时,氧化层的生长速度明显加快,700 ℃时氧化皮增厚明显但厚度不均匀,氧化层与钢基体之间的界面也变得不光滑平直。在650～700 ℃范围内,在氧化层内部或基体-氧化层界面处出现了不同程度的孔洞,这主要是由于较高温度下氧化反应剧烈,大量铁离子向外扩散使氧化层内出现铁空位,空位聚集发展成为微孔[6]。图3为不同卷取温度下1.5%Si硅钢氧化皮的XRD图谱。在650～700 ℃下,氧化层均由Fe2O3、Fe3O4和少量的Fe组成,只是不同条件下含量占比有所不同。对比不同温度下的XRD图谱可看出,600 ℃下Fe3O4的特征峰很小、不明显,而Fe2O3衍射峰明显,表明氧化皮中主要是由Fe2O3组成,Fe3O4含量很少。从以上分析可得出,在不同卷取温度下,氧化皮的厚度及结构组成会有所变化。
图3为不同卷取温度下1.5%Si硅钢氧化皮的XRD图谱。在650～700 ℃下,氧化层均由Fe2O3、Fe3O4和少量的Fe组成,只是不同条件下含量占比有所不同。对比不同温度下的XRD图谱可看出,600 ℃下Fe3O4的特征峰很小、不明显,而Fe2O3衍射峰明显,表明氧化皮中主要是由Fe2O3组成,Fe3O4含量很少。从以上分析可得出,在不同卷取温度下,氧化皮的厚度及结构组成会有所变化。图4为700 ℃和600 ℃模拟卷取温度下氧化皮的截面形貌及线扫描分析图。从带钢基体到氧化层,Fe含量逐渐降低,O含量逐渐升高,在基体和氧化层界面处有Si元素的富集,形成了富Si氧化层。而且随卷取温度升高,在氧化皮逐渐增厚的同时,富Si层也越来越厚,由600 ℃下的2 μm厚增加至700 ℃下的5.5 μm厚,这是因为在模拟卷取及后续冷却过程中,带钢会继续发生氧化,Fe由基体向氧化层扩散形成铁的氧化物,使氧化皮继续增厚,同时Si也向外扩散,由于高温下Si的还原性比Fe强,Si会通过置换反应与氧化层中靠近基体的FeO反应生成SiO2和Fe,增加了富Si层的厚度,且温度越高,元素的扩散速率越快,氧化层及富Si层的厚度也越厚。另外,富Si层中还存在Al、Mn等亲氧性合金元素形成的氧化物,会增加酸洗难度,影响酸洗效率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卷取温度对不锈钢带钢表面氧化铁皮的影响[J]. 苏坤. 轧钢. 2019(01)
[2]热轧带钢表面氧化皮残留的拉矫破鳞及酸洗工艺优化[J]. 陈连生,李跃,宋进英,郑小平,田亚强,李广林. 热加工工艺. 2017(09)
[3]中厚板矫直环节三次氧化铁皮压入的研究[J]. 孙炳红,王嘎,许少普,符代砺,罗红涛,李扬. 中国冶金. 2015(04)
[4]Mechanism of Black Strips Generated on Surface of CSP Hot-Rolled Silicon Steel[J]. LIU Xiao-jiang,CAO Guang-ming,NIE Da-ming,LIU Zhen-yu. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2013(08)
[5]热轧低碳钢氧化铁皮厚度的数值模拟及微观形貌的研究[J]. 孙彬,曹光明,邹颖,刘振宇,王国栋. 钢铁研究学报. 2011(05)
[6]氧化膜应力研究进展[J]. 李美栓,辛丽,钱余海,李铁藩. 腐蚀科学与防护技术. 1999(05)
硕士论文
[1]热轧带钢氧化铁皮性质影响因素的研究[D]. 景鹤.哈尔滨工业大学 2017
[2]热轧氧化铁皮表面状态研究和控制工艺开发[D]. 徐蓉.东北大学 2012
[3]热处理工艺对510L热轧钢氧化皮结构和腐蚀性能的影响[D]. 周伟.南昌航空大学 2010
本文编号：3042628
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
热轧及卷取过程模拟实验
图2为不同卷取温度下的1.5%Si硅钢表面氧化皮截面形貌。在700、680、650和600 ℃卷取温度下,氧化层厚度分别为10～13 μm,7～10 μm,5～6 μm和3～4 μm。从图2中可看出,随着卷取温度升高,氧化速度提高,氧化层越来越厚。当温度高于650 ℃时,氧化层的生长速度明显加快,700 ℃时氧化皮增厚明显但厚度不均匀,氧化层与钢基体之间的界面也变得不光滑平直。在650～700 ℃范围内,在氧化层内部或基体-氧化层界面处出现了不同程度的孔洞,这主要是由于较高温度下氧化反应剧烈,大量铁离子向外扩散使氧化层内出现铁空位,空位聚集发展成为微孔[6]。图3为不同卷取温度下1.5%Si硅钢氧化皮的XRD图谱。在650～700 ℃下,氧化层均由Fe2O3、Fe3O4和少量的Fe组成,只是不同条件下含量占比有所不同。对比不同温度下的XRD图谱可看出,600 ℃下Fe3O4的特征峰很小、不明显,而Fe2O3衍射峰明显,表明氧化皮中主要是由Fe2O3组成,Fe3O4含量很少。从以上分析可得出,在不同卷取温度下,氧化皮的厚度及结构组成会有所变化。
图3为不同卷取温度下1.5%Si硅钢氧化皮的XRD图谱。在650～700 ℃下,氧化层均由Fe2O3、Fe3O4和少量的Fe组成,只是不同条件下含量占比有所不同。对比不同温度下的XRD图谱可看出,600 ℃下Fe3O4的特征峰很小、不明显,而Fe2O3衍射峰明显,表明氧化皮中主要是由Fe2O3组成,Fe3O4含量很少。从以上分析可得出,在不同卷取温度下,氧化皮的厚度及结构组成会有所变化。图4为700 ℃和600 ℃模拟卷取温度下氧化皮的截面形貌及线扫描分析图。从带钢基体到氧化层,Fe含量逐渐降低,O含量逐渐升高,在基体和氧化层界面处有Si元素的富集,形成了富Si氧化层。而且随卷取温度升高,在氧化皮逐渐增厚的同时,富Si层也越来越厚,由600 ℃下的2 μm厚增加至700 ℃下的5.5 μm厚,这是因为在模拟卷取及后续冷却过程中,带钢会继续发生氧化,Fe由基体向氧化层扩散形成铁的氧化物,使氧化皮继续增厚,同时Si也向外扩散,由于高温下Si的还原性比Fe强,Si会通过置换反应与氧化层中靠近基体的FeO反应生成SiO2和Fe,增加了富Si层的厚度,且温度越高,元素的扩散速率越快,氧化层及富Si层的厚度也越厚。另外,富Si层中还存在Al、Mn等亲氧性合金元素形成的氧化物,会增加酸洗难度,影响酸洗效率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卷取温度对不锈钢带钢表面氧化铁皮的影响[J]. 苏坤. 轧钢. 2019(01)
[2]热轧带钢表面氧化皮残留的拉矫破鳞及酸洗工艺优化[J]. 陈连生,李跃,宋进英,郑小平,田亚强,李广林. 热加工工艺. 2017(09)
[3]中厚板矫直环节三次氧化铁皮压入的研究[J]. 孙炳红,王嘎,许少普,符代砺,罗红涛,李扬. 中国冶金. 2015(04)
[4]Mechanism of Black Strips Generated on Surface of CSP Hot-Rolled Silicon Steel[J]. LIU Xiao-jiang,CAO Guang-ming,NIE Da-ming,LIU Zhen-yu. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2013(08)
[5]热轧低碳钢氧化铁皮厚度的数值模拟及微观形貌的研究[J]. 孙彬,曹光明,邹颖,刘振宇,王国栋. 钢铁研究学报. 2011(05)
[6]氧化膜应力研究进展[J]. 李美栓,辛丽,钱余海,李铁藩. 腐蚀科学与防护技术. 1999(05)
硕士论文
[1]热轧带钢氧化铁皮性质影响因素的研究[D]. 景鹤.哈尔滨工业大学 2017
[2]热轧氧化铁皮表面状态研究和控制工艺开发[D]. 徐蓉.东北大学 2012
[3]热处理工艺对510L热轧钢氧化皮结构和腐蚀性能的影响[D]. 周伟.南昌航空大学 2010
本文编号：3042628
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