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熱軋帶鋼的表面氧化皮結構是評價帶鋼質量的重要指標之一。氧化皮結構是影響帶鋼表面質量和酸洗效果的重要因素，通過控制熱軋工藝參數(shù)，可得到不同類型的熱軋帶鋼產品，如具有良好耐腐蝕性的黑皮鋼等。因此，研究熱軋帶鋼的表面氧化皮結構具有重要意義。影響熱軋帶鋼表面氧化皮結構的因素很多，包括化學成分、加熱溫度、軋制溫度、軋制速度和冷卻制度等。在正常的熱連軋過程中，由于高壓除鱗水的作用，在精軋以前形成的氧化皮基本都能清除干凈;而在精軋過程中形成的氧化皮經過層流冷卻，隨后在適當溫度下進行卷取，在卷取過程中，精軋形成的氧化皮會發(fā)生共析反應。為了研究不同卷取溫度對氧化皮結構形態(tài)的影響，本文以汽車大梁鋼510L為例，采用模擬法研究了精軋形成的氧化皮在卷取后冷卻中的變化，以為優(yōu)化熱軋工藝提供試驗數(shù)據(jù)依據(jù)。
本試驗中采用的試樣材料為熱連軋大梁鋼510L，化學成分(質量分數(shù)，%)為0.076C，1.387Mn，0.204Si，0.002S，0.010P，0.012Ni，0.029Al，余為Fe。將熱軋510L鋼用線切割的方法切割成Φ20mm×10mm的試樣，用砂紙磨掉表面的氧化皮。把試樣放在Q600型差熱重分析儀的加熱爐內，根據(jù)設定好的程序，在真空環(huán)境中從室溫緩慢加熱到1000℃，模擬熱連軋中的初軋溫度。經過20s保溫后，放入空氣，同時開始降溫至880℃，模擬熱連軋中的終軋溫度。在此過程中，試樣表面生成原始氧化鐵皮。把試樣快速冷卻至不同的卷取溫度，分別等溫100、1000、6000和10000s。最后，把試樣快速冷卻至室溫，以保留最終形成的氧化鐵皮形貌。為了減少等溫過程中其他因素對試樣的干擾，在降溫開始時充入氬氣。在不同的卷取溫度下重復以上步驟，卷取溫度分別為600、550、500、450和350℃。
510L鋼在高溫精軋中形成的氧化皮主要為FeO層和表面少量的Fe3O4層，F(xiàn)eO層在卷取過程中發(fā)生共析反應，在450～550℃時，共析反應進行的速度最快。共析反應從氧化皮層的外層開始析出，隨保溫時間的延長，F(xiàn)e3O4的含量在一定范圍內逐漸增加。
