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氧化皮(铁在高温下氧化而成的腐蚀产物)是一种腐蚀产物,由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。它是由钢铁在高温下发生氧化作用而形成的,其中氧化亚铁结构疏松,保护作用较弱,而四氧化三铁、三氧化二铁结构致密,有较好的保护性。氧化皮的减少可以有效地防止金属的腐蚀。氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物,由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。从内向外为:氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁。其中氧化亚铁结构疏松,保护作用较弱,而四氧化三铁、三氧化二铁结构致密,有较好的保护性。一般减少金属氧化 的措施是:(1)料温在1000℃以下时,可 采用氧化性炉气,以便形成的氧化皮易于清除,而此时温度不高,氧化尚不激烈;(2) 料温在1000℃以上时,采用还原性炉气,这时应减少进入炉内的空气量,以免氧化皮产生过多。此外,采用快速加热,缩短加热时间和少氧化、无氧化加热方法,都是积极减少金属氧化的措施。 中文名 | 氧化皮 |
外文名 | oxide coating |
组成 | 三氧化二铁 |
特性 | 质脆,没有延伸性 |
学科 | 冶金工程 |
定义 | 氧化作用而形成的腐蚀产物 |
收起
氧化皮质脆,没有延伸性,在机械作用下和热加工作用下,很容易产生龟裂而脱离。氧化铁和氧化亚铁在水作用下生成氢氧化铁,使得氧化皮膨胀而龟裂,甚至脱落。 在原有的氧化皮上,总是存在着深达基体的裂纹,当电解质涌进裂纹后,铁和氧化皮构成原电池。氧化皮是阴极,铁作为阳极而加速腐蚀,因此氧化皮的面积越大,钢铁基体的腐蚀速度越快,腐蚀越严重。
1、三酸(硫酸+硝酸+盐酸)酸洗:三酸酸洗是将三种酸按一定的比例配制而成,是去除不锈钢氧化皮比较有效的一种酸洗方法。三酸酸洗方法可以顺利去除不锈钢氧化皮,但缺点是由于酸洗过程中有二氧化氮大量析出,恶化劳动条件,污染了环境。另外酸洗过程易产生过酸洗现象,所以不提倡广泛应用这种方法去除供应氧化皮。 2、硝酸+氢氟酸酸洗:该方法是不锈钢酸洗的较好方法之一。常用配比如下:氢氟酸(HF)4%—6%、硝酸(HNO)8%—12% 使用温度50—600C 酸洗时间要依钢料表面上氧化皮情况而定:一般为20—40分钟。操作过程一定要勤翻勤看,防止过酸洗现象。优点是:这种酸洗法酸洗速度快、易操作、质量也好,但缺点是:氢氟酸毒性大,需要良好通风条件及废水处理条件。 3、碱煮——酸洗复合法,主要是为了克服三酸酰法的弱点。这种复合方法不仅可改善酸洗质量,而且金属消耗也较少。碱煮可以松动氧化皮,然后再用酸洗法去除氧化皮。碱煮液的成分一般采用氢氧化钠(NaOH)和硝酸钠(NaNO?)的混合液。碱煮的时间同产品的钢种、规格、数量、氧化皮状态等有关。碱煮后的钢材应立即浸入水槽中爆去氧化皮,然后再用三酸酸洗法去除氧化皮。特别需要注意的是:碱煮的钢料应是干燥的、无水的,以避免热碱液溅伤人。操作过程需谨慎,细心!必须多观察,多记录表面的变化。达到安全操作的目的! 钢在加热时,铁与氧或铁与燃料燃烧时的生成物(CO2、H2O汽等)的化学作用,而形成一层氧化层,称为氧化皮。在被加热坯料表面分布 成三层;最内层由细小颗粒的FeO组成,占 氧化层全厚的40%;中间层由粗大颗粒的 Fe3O4组成,占其厚度的50%左右;最外层 由Fe2O3组成,占10%左右。由于氧化铁 皮和钢的膨胀系数不一致,故疏松而易于脱落,同时氧化铁皮的熔点(1300~1350℃)较低,致使钢在高温下加热时,氧化铁皮的脱落或熔化会暴露出金属的表面,因而使氧 化继续不断地加速进行。 氧化皮的产生,除造成钢材大量损失外,还将引起许多不良后果,主要有:(1)氧化皮使锻件表面粗糙。锻造时,如果将氧化皮压入锻件内,严重的 会成为废品;(2)清除氧化皮需要增加一些 额外的辅助工序及设备;(3)氧化皮有较高的硬度,锻造时不但增加了变形能量的消耗,而且会加速锻模的磨损,降低使用寿命;(4)氧化皮对耐火砖起化学腐蚀作用,使加热炉炉底过早损坏。