,1566 北京科技大学学报 第31卷 果表明，SS400板宽边部和板宽1/4处的物相组成 足够的时间发生共析反应，完全转化为FsO4和Fe 主要为Fe304、Fe2O3和Fe,而板宽中心位置主要为 (图3)，对板宽的三个不同位置的表面氧化皮进行能 Fe3O4和Fe;在三个不同位置并没有发现FeO的存 谱分析，结果见表2.可见三个不同取样部位氧化皮 在，这与Torresa等在热轧过程中氧化层的热传导 所含的Fe、0元素含量明显不同：边部和1/4处的含 模型的研究结果“热轧带钢表面氧化皮主要由FO、 氧量较高，边部02充足，氧化皮获02容易，氧化较为 Fe304和Fe203组成]"存在一定的差异，为了进 充分，在氧化皮的表面形成一层较为致密的F2O3 一步确认是否存在F0,选择冷却速率相对较慢的 层，该F203层对基体有较好的保护作用，0元素含 板宽中心位置，对试样表面的氧化皮进行逐级减薄， 量从边部至中心1/2处依次递减；而在板宽1/2处， 再用XRD来分析其物相组成，结果表明，SS4O0板 Fe元素的含量明显高于1/4处和边部，这与本文观 宽中心位置确实不存在FeO,这个结果与Chen[1i) 察到的氧化皮截面形貌厚度结果相符合：在边部由于 钢铁在空气或氧气中高温氧化的研究结果相同，导 供氧容易，因此生成的氧化皮较厚，沿板宽方向依次 致与Torresa等的研究结果产生差异的原因主要是 递减.由此可知，不同的供氧量对板宽不同部位的氧 轧制温度和冷却速率不同，本实验所用的热轧带钢 化皮厚度和成分具有较大的影响，供氧相对充足时， 开轧温度不是很高，冷却速率不是很快，使得F0有 易于形成厚且含氧量高的氧化物，如F304, 14 (a) 12 (b) 14() 0-Fe,O 10 O-Fe.o 12 M-Fe,O 10 M-Fe,O 8 M一FeO I-Fe 10 1-Fe 8 I-Fe 6 6 4 6 M 0 M 2 O I M 2 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 28() 28() 28() 图2SS400板宽不同位置的物相组成.(a)边部：(b)1/4处；(c)中心 Fig-2 Phase composition at different parts of SS400 samples:(a)edge:(b)one fourth of plate width:(c)center 10 (a) (b) M-Fe,O M-Fe O 1-Fe 8 I-Fe 6 2 M 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 26( 28() 图3SS400板宽中心位置不同厚度氧化皮的物相分析.()第1次打磨；(b)第2次打磨 Fig-3 Phase composition at different thicknesses in the central parts of SS400 samples:(a)the first grinding:(b)the second grinding 表2板宽不同部位氧化皮能谱分析 间的变化情况.从实验结果看，当实验进行到25min Table 2 EDS results of oxide scales at different parts of SS400 samples % 时，试样表面都出现了明显的锈点，以板宽边部位置 质量分数 试样表面的锈点最少，随着实验的进行，试样的腐 板宽部位 蚀增重都在增加，这主要是由于溶液中的水分子和 WFe 00 边部 73.39 25.68 溶解氧通过氧化皮表面的缺陷进入了基体，与基体 板宽1/4处 77.32 21.77 发生了反应，生成腐蚀产物导致重量增加，由于板 宽边部位置的氧化皮结构性能最好，对基体和环境 板宽中心 86.27 12.51 具有较好的屏蔽作用，因此板宽的边部位置腐蚀最 2.3氧化皮盐雾腐蚀行为 轻，中心位置腐蚀最为严重 图4为SS400不同取样部位腐蚀增重随实验时 图5为SS400不同取样部位腐蚀的宏观形貌果表明‚SS400板宽边部和板宽1／4处的物相组成 主要为 Fe3O4、Fe2O3 和 Fe‚而板宽中心位置主要为 Fe3O4 和 Fe；在三个不同位置并没有发现 FeO 的存 在‚这与 Torresa 等在热轧过程中氧化层的热传导 模型的研究结果“热轧带钢表面氧化皮主要由 FeO、 Fe3O4 和 Fe2O3 组成［13］ ”存在一定的差异．为了进 一步确认是否存在 FeO‚选择冷却速率相对较慢的 板宽中心位置‚对试样表面的氧化皮进行逐级减薄‚ 再用 XRD 来分析其物相组成．结果表明‚SS400板 宽中心位置确实不存在 FeO‚这个结果与 Chen ［11］ 钢铁在空气或氧气中高温氧化的研究结果相同．导 致与 Torresa 等的研究结果产生差异的原因主要是 轧制温度和冷却速率不同‚本实验所用的热轧带钢 开轧温度不是很高‚冷却速率不是很快‚使得 FeO 有 足够的时间发生共析反应‚完全转化为 Fe3O4 和 Fe （图3）．对板宽的三个不同位置的表面氧化皮进行能 谱分析‚结果见表2．可见三个不同取样部位氧化皮 所含的 Fe、O 元素含量明显不同：边部和1／4处的含 氧量较高‚边部 O2 充足‚氧化皮获 O2 容易‚氧化较为 充分‚在氧化皮的表面形成一层较为致密的 Fe2O3 层‚该 Fe2O3 层对基体有较好的保护作用‚O 元素含 量从边部至中心1／2处依次递减；而在板宽1／2处‚ Fe 元素的含量明显高于1／4处和边部．这与本文观 察到的氧化皮截面形貌厚度结果相符合：在边部由于 供氧容易‚因此生成的氧化皮较厚‚沿板宽方向依次 递减．由此可知‚不同的供氧量对板宽不同部位的氧 化皮厚度和成分具有较大的影响‚供氧相对充足时‚ 易于形成厚且含氧量高的氧化物‚如 Fe3O4． 图2 SS400板宽不同位置的物相组成．（a） 边部；（b）1／4处；（c）中心 Fig．2 Phase composition at different parts of SS400samples：（a） edge；（b） one-fourth of plate width；（c） center 图3 SS400板宽中心位置不同厚度氧化皮的物相分析．（a） 第1次打磨；（b） 第2次打磨 Fig．3 Phase composition at different thicknesses in the central parts of SS400samples：（a） the first grinding；（b） the second grinding 表2 板宽不同部位氧化皮能谱分析 Table2 EDS results of oxide scales at different parts of SS400samples ％ 板宽部位 质量分数 wFe w O 边部 73∙39 25∙68 板宽1／4处 77∙32 21∙77 板宽中心 86∙27 12∙51 2∙3 氧化皮盐雾腐蚀行为 图4为 SS400不同取样部位腐蚀增重随实验时 间的变化情况．从实验结果看‚当实验进行到25min 时‚试样表面都出现了明显的锈点‚以板宽边部位置 试样表面的锈点最少．随着实验的进行‚试样的腐 蚀增重都在增加．这主要是由于溶液中的水分子和 溶解氧通过氧化皮表面的缺陷进入了基体‚与基体 发生了反应‚生成腐蚀产物导致重量增加．由于板 宽边部位置的氧化皮结构性能最好‚对基体和环境 具有较好的屏蔽作用‚因此板宽的边部位置腐蚀最 轻‚中心位置腐蚀最为严重． 图5为 SS400不同取样部位腐蚀的宏观形貌． ·1566· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷