在原有的氧化皮上,總是存在著深達基體的裂紋,當電解質涌進裂紋后,鐵和氧化皮構成原電池。氧化皮是陰極,鐵作為陽極而加速腐蝕,因此氧化皮的面積越大,鋼鐵基體的腐蝕速度越快,腐蝕越嚴重。
低碳鋼在空氣中加熱至575~1370℃時,因高溫氧化在剛才表面會產生高溫氧化皮。厚度和成分取決于加熱的持續(xù)時間和溫度。高溫氧化皮里層為黑褐色的FeO,是結構疏松過孔的潔凈組織,各晶粒之間互相聯系薄弱,并且易被破壞。中間層為Fe3O4,較為致密,無孔無裂紋,會形成剝離狀斷口。外層是Fe2O3,結構致密,是尖晶石結構。一般氧化皮以FeO為主,Fe2O3 含量少。
經大量調查,熱軋鋼板鐵皮呈紅色的鋼種Si含量較高,Si>0.2%時紅銹相對重一些,呈藍灰色的鋼種Si含量較低。以相同熱軋工藝進行軋制試驗,其結果與上述調查結論相符。Si≤0.07%紅色氧化色可基本消除,對于厚規(guī)格Si還要更低些(Si≤0.05%)。由此,降低Si含量是解決紅銹問題緊有效的辦法。
含Si量較高的鋼,由于鐵皮中氣孔直徑大,空冷時的裂紋容易在氧化鐵皮厚度中間停止,除鱗時裂紋與基底金屬相平等傳播,導致基底金屬側的氧化鐵皮易殘留下來,所以氧化鐵皮剝離性不好(如圖1)。由于氧化鐵皮易殘留,導致隨后的氧化過程中,Fe2O3比例高,使氧化鐵皮呈紅色。含Si 0.2%以上的鋼,由于加熱時在氧化鐵皮與基底金屬界面產生層狀的Fe2SiO4,界面溫度在Fe2SiO4的凝固溫度1170℃以下時,鐵皮對基底的著力增強,剝離性更差,導致紅色更重。