热轧板氧化皮结构对酸洗效果的影响分析

黎 亮

（中山中粤马口铁工业有限公司，广东中山 528437）

热轧板氧化皮结构对酸洗效果的影响分析

黎 亮

（中山中粤马口铁工业有限公司，广东中山 528437）

热轧板的氧化皮结构是其酸洗效果的主要影响之一，随着相关研究的不断深入，对热轧板氧化皮结构的分析取得了一定进展，传统氧化铁皮主要分为三层结构，分别是表层的氧化铁、中间层的四氧化三铁和里层的氧化亚铁。但在热轧板卷曲过程中，氧化皮结构受卷曲温度、终轧温度、冷却速度和环境氧气含量等因素影响，在室温下主要表现为两种结构，一是外层四氧化三铁和内层氧化亚铁的复合结构，二是四氧化三铁的单层结构。采取EBSD技术和金相显微镜对其进行研究，发现复合结构比单层结构氧化皮更容易酸洗。

热轧板；氧化皮结构；酸洗效果；影响

氧化铁皮的显微特征是衡量热轧板表面质量的重要指标，对相关工序的质量有直接影响，因此，对热轧板氧化皮结构进行深入分析十分必要。采用EBSD技术建立微区成分、显微组织与结晶学数据分析之间的联系，对其晶界结构和分布情况进行观察，从而实现定量分析和统计测定，为热轧板氧化皮结构对酸洗效果影响的分析提供支持。

1 材料准备及实验方法

实验选用的材料为SPHC热轧板，厚度为2.3mm，主要化学成分为C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Al，样品取自热轧厂。其中，样品A直接取自热卷平台，样品B为室温下存放两天的同型钢卷。为实验方便，将样品A和样品B切割成规格为15mm×15mm的正方形，并镶嵌在树脂材料中，作为金相试样。

首先取氧化铝水砂纸，并研磨至最细，得到1 200#砂纸，对两种样品使用金刚石研磨剂抛光，分别在安装有ESBD附件的扫描电子显微镜和光学显微镜下，对热轧板样品的氧化皮结构进行观察。取VHCL∶VH2O=1∶1的酸液对样品进行酸洗，酸洗实验在60℃恒温水浴下进行。

2 实验现象及结果分析

对样品A和样品B腐蚀前后的金相照片进行对比，实验用腐蚀液为浓度4%的硝酸酒精。在腐蚀前，观察不到样品A氧化铁皮的分层结构，经过腐蚀后，分层结构才趋于明显，而且氧化皮的外层结构呈现浅灰色，内层结构的颜色则较深。热轧板内外氧化皮结构的成分不同，出现这一现象说明不同层次具有不同的耐酸腐蚀能力。样品B是在室温存放两天的热轧板，在显微镜下已经观察不到明显的分层结构了，从金相照片上来看，灰色的氧化皮结构上分布着零星的亮白色斑点，是经酸液腐蚀后留下的黑坑。

热轧板单层结构氧化皮的产生是由生产条件导致的，在热轧板生产过程中具有普遍性。在热轧板轧制生产的最后环节，一般精轧温度为880～900℃，之后的卷曲温度则为570～610℃，最后采取自然冷却的方法，将热轧板放在地面上自行冷却。

3 热轧板氧化皮结构对酸洗效果的影响

通过对样品A和样品B进行酸洗实验可知，热轧板氧化皮结构不同，酸洗时间有较大差异。其中，样品A的氧化皮结构经过65s就可以被酸洗干净，而样品B则需要110s。试验发现，热轧板氧化皮结构中的Fe3O4含量对酸洗效果有直接影响，与相关研究中发现的四氧化三铁难溶于酸的性质相符。之前在金相照片中观察到的亮白点，就是游离态的铁，是共析反映的产物之一。铁颗粒会沿着FeO的晶界优先析出，并沿着晶界通道扩散，在晶界处出现富集。

由此可以得出结论，热轧板的氧化皮结构主要是四氧化三铁和游离铁的混合物，是氧化亚铁分解反应的产物。在热轧板卷曲前期，氧化亚铁未完全分解，出现外层四氧化三铁、内层氧化亚铁的双层结构，在自行冷却条件下，氧化亚铁彻底分解，形成单层结构，而且铁颗粒会在氧化亚铁境界附近富集。热轧板的酸洗效果主要受氧化皮结构中四氧化三铁的含量所影响，双层结构氧化皮比单层结构更易被酸洗。

4 结束语

综上所述，本文主要采取实验的方式对热轧板氧化皮结果对酸洗效果影响进行分析，使用的仪器主要是光学显微镜和装有EBSD的扫描电子显微镜，通过对酸洗实验进行观察，分析出氧化皮结构的主要成分及形成原因，并得出结论，氧化皮结构对酸洗效果的影响主要取决于四氧化三铁的含量。

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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，广东阳春人，助理工程师，主要研究方向为酸洗工艺技术和废酸液处理回收利用技术。