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摘要：钢板的性能通常会因为使用条件而存在着差别，但是其前提条件对于钢板表面的耐腐蚀性都具有较高的要求。而钢板的质量主要包括外形、尺寸、精度、板形以及内在质量，钢的化学成分、冶金质量以及加工工艺都会对于钢板的使用产生影响。鉴于此，本文主要分析改进轧钢工艺提升钢板表面耐腐蚀。
关键词：轧钢工艺；钢板表面；耐腐蚀
1、引言
钢铁材料在应用中不可避免地与外界环境接触而产生腐蚀问题，直接影响到产品的外观和使用性能。通过镀锌可以显著提高钢铁材料的耐腐蚀性能，这是因为锌层可以将基体与腐蚀介质隔离，另外锌层破损后也可作为牺牲阳极对基体起到保护作用。镀锌钢板在不同的腐蚀环境中具有不同的腐蚀特点，最常见的是大气环境腐蚀。海洋大气环境中由于电解质溶液的存在以及氯离子的加速腐蚀作用，成为镀锌钢板耐腐蚀性能研究的重点领域。
2、概述
金属表面与周围的环境介质相接触，有可能与其发生一系列的化学及电化学作用而遭受破坏，即产生金属腐蚀。对腐蚀了的金属表面进行研究，搞清其形成原因和机理，这对于有效地控制材料的生产工艺、选择特定的使用环境，从而防止腐蚀的发生具有重要的意义。
将镀锌钢板加工成尺寸为150mm×70mm盐雾试验用试样，使用丙酮除油和乙醇清洗试样，并吹干。使用环氧树脂和硅胶封住试样边缘无锌层覆盖的位置。
盐雾试验前，试样表面完好，具有金属光泽；经过6h盐雾试验后，镀锌钢板表面失去金属光泽，并且出现许多不连续的白色斑点，锌的腐蚀产物白锈产生；随着盐雾试验时间的延长，白锈面积不断扩大，锈层厚度肉眼可见增加；盐雾试验48h后，白锈基本完全覆盖试样表面，且很多位置出现较深的沟壑状腐蚀坑；盐雾试验72h后，试样表面出现零星的红锈斑点，基体开始发生腐蚀，钢的腐蚀产物产生；随后红锈快速产生和发展，盐雾试验96h后，已有大面积的红锈产生，120h后腐蚀产物整体颜色加深，基体明显遭到较为严重的腐蚀｡
在盐雾试验前，试样表面较为完好，偶尔可见轻微镀锌缺陷，锌元素覆盖整个表面，但难以避免地出现极少氧元素｡当盐雾试验进行至6h时，试样表面迅速产生针絮状腐蚀产物，密集分布于表面，且针絮无指向性，产物较为疏松，偶见腐蚀轻微区域和紧凑型腐蚀产物；此时试样表面相对平整，腐蚀深度较浅，而氧元素含量激增，说明表面锌层快速发生氧化｡当盐雾试验进行至24h时，试样表面不平整，腐蚀加剧，除了出现针絮状产物，还出现了不规则小块状产物；试样表面EDS面扫描结果显示，块状腐蚀产物位置有较多氯元素和较少氧元素分布，结合OHTSUKA等的研究，氯离子的存在破坏了锌的氧化层引发了局部腐蚀，造成这些区域针絮状腐蚀产物过早失去尖锐部分呈现糊状，加速了镀锌钢板的腐蚀｡当盐雾试验进行至48h时，试样表面已形成较多相对致密的板带状产物，这些板带状产物上附着有团簇状产物，板带状产物间隙间也密集地分布有团簇状产物；从元素分析上看，此时锌､氧等元素分布较为均匀，几乎检测不到铁元素｡当盐雾试验进行至96h时，锌层持续遭到破坏，致密的团簇状腐蚀产物不断减少，残存的板带状腐蚀产物遭到进一步腐蚀，呈沟壑状，部分遭到破坏的位置检测到了较多的氯元素，说明相对致密的板带状腐蚀产物的解体和流失是受到了氯离子的影响｡盐雾试验进行至120h时，锌层基本失效，检测到了较多的铁元素分布。
盐雾腐蚀不同时间后试样的腐蚀速率。从中可以看出，镀锌钢板的腐蚀速率整体上呈现出先上升后下降的趋势。在6~30h时，腐蚀速率迅速上升，镀锌钢板表面锌层质量损失较快，此时锌层迅速氧化但腐蚀产物较为疏松，氯离子的存在也加速了氧化层的局部腐蚀，腐蚀程度随着盐雾腐蚀时间的延长而变得严重｡48h左右时，试样的腐蚀速率趋于平缓，此时镀锌钢板表面腐蚀产物以较为致密的团簇状和板带状产物为主，团簇状产物既附着于板带状产物之上，又密集分布于板带状产物之间，从而延缓了腐蚀介质的深入腐蚀，使试样表面进入腐蚀的平台期｡在72~96h时，试样腐蚀速率有小幅度的升高。随后基体开始暴露，锌层基本失效，腐蚀速率下降。腐蚀速率的变化主要反映了试样表面腐蚀状态的发展，和腐蚀产物种类、存在状态均有关系。锌镀层在大气环境中的优良耐蚀性与锌表面腐蚀产物的致密度、腐蚀产物与表面的黏结力有关。在大气腐蚀中，起初形成的腐蚀产物疏松地附着在材料表面，但是随着潮湿环境的持续，腐蚀产物逐渐变得致密，黏附力增大。形成这种腐蚀产物层之后，进一步的腐蚀优先在锌层表面没有被覆盖的孔隙中进行，而被腐蚀产物覆盖的表面则腐蚀过程减缓。这是一个动态过程，随着时间的推进，有些孔隙被新形成的腐蚀产物所覆盖，而有些位置的腐蚀产物则发生溶解。腐蚀产物层越致密和连续，对应位置的活性表面积越小，腐蚀速率也越小。
3、改进轧钢工艺提升钢板表面耐腐蚀
为了将钢板表面发生起泡问题的情况进行妥善的解决，通过多次试验，可根据以下途径，来解决此问题。
3.1、降低出钢温度
在钢坯出炉时，适当的降低出钢温度，能够有效地确保将开轧温度从1100℃下降到1050℃，以此来缓解钢板腐蚀性的情况。
3.2、降低二阶段轧制温度
钢坯在进入到精轧的前一个环节中，设置一台中轧预穿水系统，这样可以使二阶段轧制温度降低至900℃～950℃之间，不仅能够有效的提高钢板性能，同时还能够有效地降低钢板上冷床的温度。
3.3、调整控冷工艺
通过对控冷过程中水压、流量、加速度等参数的调节及喷嘴设备、水质的改善，降低返红温度，提升钢板的耐腐蚀性。
4、实施效果
4.1、表面温降得到加强
在控冷过程中，钢板的温降在原有的弱控冷工艺下，温降为30℃，通过调整控冷工艺后，钢板温降能够在80℃左右；在钢板进入冷床后，温度从原有的1000℃以上将会开始逐渐地下降，直到温度处于950℃左右。在保证金相组织与国际标准严格符合的情况下，可以明显的减轻钢板表面上的氧化现象。
4.2、表面质量得到改善
对于经过快速冷却之后的钢板进行金相组织检验，结果见图1，可以发现，钢板表层的氧化膜厚度由42um下降到16μm左右。在快速冷却工艺工作正常条件下，可以有效地解决钢板所存在的起泡的现象。由于表层氧化膜得到一定程度上的完整性，钢板的耐腐蚀性也得到了有效的提升。
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图1工艺改进前后钢板氧化膜厚度
5、结束语
①导致热轧钢板发生表面起泡的原因主要有上冷床温度偏高、冷却强度不够、冷却不均等。②原弱冷却工艺无法为钢板提供良好的温降、冷却均匀度等条件，所以导致钢板表层出现了氧化膜过厚的情况，非常容易破裂，这一情况是热轧钢板表面起泡以及容易锈蚀的一道关键因素。③通过利用改进轧钢工艺，降低出钢温度、降低二阶段轧制温度、降低返红温度，使得钢板的冷床温度调整为1000℃以下，从而使钢板表面所具有的耐腐蚀性得到极大的加强。
参考文献
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