等温和控冷对帘线钢氧化铁皮形成的影响

摘要

氧化铁皮是钢材生产过程中普遍存在的一种氧化物。对于帘线钢盘条，表面氧化铁皮不除尽，拉拔时残余的氧化铁皮会划伤盘条表面，严重的导致断丝，此外，还会损坏模具，降低模具的使用寿命。为了提高帘线钢盘条表面氧化铁皮的机械剥离性，要对氧化铁皮中FeO、Fe3O4和Fe2O3控制。从实际生产考虑，易控制的两个因素是吐丝温度和风冷速率，本文针对等温时间和冷却速率进行实验研究，探索各层氧化铁皮形貌、组织和厚度随等温时间和冷却速率变化的规律。
　　首先利用固体与分子经验电子理论计算FeO、Fe3O4和Fe2O3三种氧化物晶体的最强键键能。对比发现：FeO、Fe3O4和Fe2O3的最强键键能依次增大，剥离难度依次增加。其次，研究了80级帘线钢盘条在900℃空气等温1、5、8、12和16分钟以及900℃等温后分别以4、12和4—12℃/s的冷速冷却形成的氧化铁皮。激光拉曼光谱仪证明氧化铁皮由内层FeO、中间层Fe3O4和极少量的外层Fe2O3组成。用金相显微镜观测了氧化铁皮的形貌、各层厚度和钢基体的显微组织。
　　结果表明：等温时间长是帘线钢氧化铁皮产生裂缝的主要原因；由于产生了CO和CO2气体，900℃空气等温形成的氧化铁皮，除1分钟和5分钟外，都出现不同程度的裂缝或孔洞；随等温时间延长，FeO中不断析出先共析Fe3O4；FeO层的急剧增加导致氧化铁皮总厚度增加；随冷速的提高，FeO层及总厚度减少，钢基体中索氏体量增多；12℃/s冷却形成的氧化铁皮和基体组织，既有利于机械剥壳，又有利于盘条冷拉拔。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 氧化铁皮的生长过程

1.3 国内外研究的基本状况

1.4 氧化铁皮去除方法

1.5 研究目的及内容

第2章 余氏理论计算氧化物电子结构

2.1 余氏理论

2.2 计算方法

2.3 价电子结构与键距计算

2.4 本章小结

第3章 等温时间对氧化铁皮的影响

3.1 实验材料与方法

3.2 实验结果和分析

3.3 短时间对比实验

3.4 本章小结

第4章 冷却速率对氧化铁皮的影响

4.1 实验方案

4.2 实验结果和分析

4.3 本章小结

第5章 结论

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文