汽车梁用热轧钢板“红锈”的控制

汽车梁用热轧钢板“红锈”的控制汽车梁用钢板是含硅、锰的钒微合金化合金。其热轧钢板的加工温度范围为800~1200℃，在高温氧化性介质中极易生成氧化铁皮，从而增加了热轧钢板的氧化烧损，降低了成材率；其中部分结构类型的氧化铁皮极难去除，给后续工序带来了很多不便，甚至造成报废，给企业造成很大的经济损失。其中一种颜色呈红色或红褐色，俗称“红锈”的氧化铁皮即是如此。这种红锈氧化铁皮与钢的基体结合较为紧密，经酸洗后难以去除，最后导致产品涂漆后出现表面斑点。从“红锈”的形成机制看，汽车梁用钢板含有Si和Mn，其质量分数分别达到0.62%和1.06%，特别是硅含量比其它钢种高得多，极易在界面上发生离子扩散作用；另外，Si和Mn与氧具有很强的亲和力，很容易被氧化生成SiO2和MnO。经检测分析发现，硅含量较高的热轧钢板特别容易产生难以去除的氧化铁皮。一方面，钢在高温加热过程中，Si和Fe容易在氧化铁皮与钢铁基体间生成层状的Fe2SiO4(2FeO·SiO2)，其凝固温度为1170℃，在热轧除鳞时会以楔形侵入氧化铁皮与钢基中，导致氧化铁皮的剥离性不好。要除掉这种氧化铁皮，需要30~40MPa的压力，目前一般除鳞设备难以达到，因此氧化铁皮容易残留下来，致使除鳞不彻底。残留的FeO在后续粗轧、精轧、层冷和卷取过程中继续与空气中的氧反应，生成Fe3O4和Fe2O3。氧化铁皮中的O/Fe由内表面向外表面逐渐增加，内表面主要为FeO，中间区域是FeO、Fe3O4和Fe2O3的混合层，外表面主要以Fe3O4和Fe2O3为主。内表面与外表面的氧化铁皮结构是不同的。内表面的FeO具有分布不均匀的孔洞，有些孔洞还很大，结构也比较疏松。外表面的Fe3O4和Fe2O3要比内表面致密得多，孔洞相对较少，可以阻止氧的继续渗入，所以氧化速度较慢，致使铁皮中Fe3O4和Fe2O3的比例较高。随着钢板卷取后与空气中的氧气发生反应，反应产物中Fe2O3的比例进一步增大，最终形成与钢基体结合较为紧密、难以去除的红色或红褐色氧化铁皮，即为“红锈”。其中Fe2O3的比例越高，红色就越严重。根据上述分析，为了避免或控制“红锈”的形成，应该采取了以下技术改进措施。一、调整钢种的化学成分：在保持汽车梁用热轧钢板钒微合金化特点和不降低力学性能指标的前提下，硅的质量分数范围由0.45%~0.70%大幅度降低到0.15%~0.30%，锰的质量分数范围由0.90%~1.20%适当提高到1.05%~1.25%。通过成分调整可以避免生成难以去除的Fe2SiO4(2FeO·SiO2)氧化铁皮，而以兰灰色的FeO为主。二、调整热轧工艺制度：适当下调热轧各工序的温度制度，如板坯出炉温度、精轧入口温度、终轧温度和卷取温度等，从而可以降低氧化铁皮的生成量和避免生成红色的Fe2O3。攀枝花钢铁研究院采取以上措施后所生产的汽车梁用热轧钢板20万吨，经现场开卷检查及用户使用表明，钢板表面光洁，表面“红锈”完全得到控制。(一员)本文来源锌钢百叶窗: