بررسی نوع و ضخامت پوسته ی اکسیدی تشکیل شده در دماهای مختلف بر روی ورق فولادی کم کربن

پوسته های اکسیدی در طول فرآیند نورد گرم بر روی ورق های فولاد تشکیل می شوند. حذف این پوسته ها برای فرآیندهای بعدی ضرورت دارد [۱]. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر دما بر تشکیل و رشد لایه های اکسیدی بر روی ورق فولادی کم کربن در شرایط مشابه نورد گرم است. بدین منظور نمونه هایی از ورق فولادی نورد سرد با ضخامت ۱.۵ میلی متر تهیه و به ابعاد کوچکتر برش داده شدند. نمونه ها در اتمسفر هوا داخل کوره الکتریکی در سه دمای ۸۰۰، ۹۰۰ و ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۱۰ دقیقه حرارت دهی شدند. پس از مراحل گرمایش، لایه های اکسیدی تشکیل شده بر سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت و ضخامت و نوع اکسیدها در هر دما مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش دما ضخامت پوسته های اکسیدی افزایش قابل توجهی پیدا می کند. با توجه به شکل ۱، در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد، دو نوع اکسید متداول در فولاد شامل وستیت و هماتیت قابل مشاهده بودند که به ترتیب از فلز پایه به سمت سطح تشکیل شده بودند. افزایش ضخامت پوسته اکسیدی باعث تشدید ترک های ناشی از تنش های انقباضی هنگام سرد شدن نمونه ها می شود. در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد بیشترین میزان ترک و تردی پوسته اکسیدی مشاهده می شود که می تواند در مراحل بعدی ایجاد نقص سطحی کند. بر اساس تحلیل ساختاری و مورفولوژیکی نمونه ها، روند افزایش ضخامت پوسته اکسیدی با دما تقریبا خطی بوده و نمونه های حرارت دیده در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد ضخیم ترین پوسته اکسیدی را نشان دادند [۳ و ۲]. همچنین مشاهده شد که با افزایش دما چسبندگی پوسته اکسیدی کاهش یافته و احتمال جدایش طی عملیات مکانیکی افزایش می یابد [۴]. دستاورد علمی این مطالعه نشان داد که شناخت نوع و رفتار لایه های اکسیدی در دماهای مختلف می تواند نقش تعیین کننده ای در بهینه سازی مراحل حذف اکسید در فرآیندهای صنعتی مانند نورد گرم داشته باشد. ارزیابی دقیق ساختار اکسیدها امکان انتخاب مناسب ترین روش های حذف (نظیر اسیدشویی) را فراهم می آورد و می تواند به ارتقای کیفیت سطح محصول نهایی کمک کند. نتایج حاصل پای های مناسب برای ادامه پژوهش در جهت تعیین شرایط بهینه حرارتی و زمان فرآیند جهت کاهش تشکیل اکسیدهای مضر و کنترل ضخامت پوسته در صنایع فولاد محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

فولاد کم کربن ، نورد ، پوسته اکسیدی ، چسبندگی پوسته ی اکسیدی