در فرآیندهای تولید فولاد گرم-و جوشکاری، مقیاس اکسید آهن رایجترین محصول سطحی است. این کل فرآیند تولید فولاد، از گرمایش و نورد خشن تا نورد نهایی را همراهی میکند و مستقیماً بر کیفیت ظاهری فولاد و نتایج جوشکاری بعدی تأثیر میگذارد. بسیاری از متخصصان جوشکاری روزانه با آن سروکار دارند، اما ممکن است نتوانند علل، اشکال و خطرات انواع مختلف رسوب اکسید آهن را تشخیص دهند. بر اساس مرحله شکل گیری و ویژگی های مواد، مقیاس اکسید آهن سطح فولاد عمدتا به چهار دسته تقسیم می شود: مقیاس اکسید آهن اولیه، مقیاس اکسید آهن ثانویه، مقیاس اکسید آهن سوم و مقیاس اکسید آهن قرمز. در ادامه این موارد به تفصیل توضیح داده خواهد شد.
مقیاس اکسید آهن اولیه: قبل از نورد گرم، فولاد اغلب گرم می شود و در دمای 1100 درجه تا 1300 درجه نگهداری می شود. در این دما، سطح فولاد پس از تماس با اتمسفر کوره با دمای بالا، تحت یک واکنش اکسیداسیون قرار میگیرد و یک مقیاس اولیه با ضخامت 1 تا 3 میلیمتر ایجاد میکند که همچنین ناشی از فشار جانبی ناکافی در هنگام نورد خشن و رسوب زدایی ناقص است. به این مقیاس اولیه، مقیاس اکسید آهن اولیه نیز گفته می شود. مقیاس اولیه حاوی حفرههای بزرگی است و یک لایه مقیاس سیاه مایل به خاکستری- است که سطح صفحه فولادی را به صورت پوسته پوسته میپوشاند. لایه مقیاس عمدتا از مگنتیت (Fe3O4) تشکیل شده است.
مقیاس اکسید آهن ثانویه: پس از خروج شمشهای فولادی داغ- از کوره، تحت فشار{1} بالا قرار میگیرند تا رسوب اولیه را حذف کنند، که باعث میشود مقیاس اکسید آهن سطح قبل از نورد ناهموار جدا شود. در طی فرآیند نورد خشن کوتاه، سطح بیلت با آب و هوا تماس پیدا میکند و در نتیجه مقیاس ثانویه ایجاد میشود که به آن مقیاس اکسید آهن اولیه نیز میگویند. به دلیل فرآیند نورد افقی، مقیاس ثانویه نازکتر است و تنش سطحی بین بیلت و مقیاس کم است که منجر به خواص لایهبرداری ضعیف میشود. اگر جت آب با فشار بالا نتواند رسوب ثانویه را به طور کامل حذف کند و در حین نوردکاری نهایی روی سطح ورق فولادی باقی بماند، عیوب سطح روی محصول ظاهر می شود. فلس اکسید آهن ثانویه یک لایه مایل به قرمز است که به صورت نوارهای بلند متمایز ظاهر می شود، فرورفته و در نوارهایی در امتداد جهت غلتش توزیع می شود. لایه رسوب عمدتاً از ذراتی مانند فروآلیاژ (FeO) و هماتیت (Fe2O3) تشکیل شده است.
مقیاس اکسید آهن ثالثیه: در طول فرآیند نورد گرم-نورد، یک لایه رسوب اکسید آهن سطحی با ورود نوار به هر پایه آسیاب ایجاد میشود. پس از نورد، در طی رسوب زدایی نهایی یا بین پایه های آسیاب، مجدداً رسوب اکسید آهن ایجاد می شود. بنابراین، شرایط سطح نوار تحت عمل رول ها به کمیت و ویژگی های مقیاس اکسید آهن تشکیل شده قبل از ورود به هر پایه از آسیاب نورد بستگی دارد. این ترازو اکسید آهن به این دلیل که پس از رسوب زدایی و قبل از ورود به آسیاب تکمیلی تشکیل می شود، مقیاس اکسید آهن ثالثیه نامیده می شود. عیوب آن با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است: قهوه ای تیره، به شکل قایق-. نسبتاً متراکم، ریز و روی سطح نوار معیوب پراکنده است و با دست قابل لمس است. پس از ترشی کردن، در نواحی معیوب سطح نوار، گودالهایی-مانند با عمقهای مختلف ایجاد میکند. اینها روی سطح نوار نورد گرم معمولی- قابل مشاهده نیستند.
مقیاس اکسید آهن قرمز: مقیاس اکسید آهن قرمز تنها در گریدهای فولادی خاص مانند آنهایی که محتوای سیلیکون بالایی دارند، عمدتاً به دلیل درهم تنیدگی شدید اکسیدهای سطحی با فلز پایه در طول فرآیند گرمایش بیلت، رخ می دهد. عمق مشخصی ندارد و به صورت پوسته های نامنظم ظاهر می شود. به طور خاص به دو نوع تقسیم می شود.
یک نوع در جهت عرض صفحه به طور یکنواخت-توزیع نشده است، عمدتاً در وسط توزیع شده است، به سمت سمت عمل گرایش دارد. واترمارک های آشکاری در نواحی قرمز و آبی وجود دارد. همچنین در جهت طول ورق فولادی ناهموار است و برخی از مناطق کمی سبک تر هستند. این نوع اول از مقیاس اکسید آهن قرمز نسبتا ضخیم است و می تواند در طول صاف کردن پوسته پوسته شود. می توان آن را با هوای پر فشار-از بین برد و رنگ قرمز باقیمانده به راحتی پاک می شود. نامیدن این نوع از مقیاس اکسید آهن قرمز "زنگ قرمز" دقیق تر است.
نوع دیگری از مقیاس اکسید آهن قرمز به طور یکنواخت در امتداد عرض صفحه توزیع می شود، معمولاً در 100 میلی متر اول لبه کمی سنگین تر و در قسمت بیرونی سیم پیچ سنگین تر از داخل آن است. این نوع از فلس قرمز اکسید آهن نازک تر است و به راحتی پاک نمی شود. هرچه صفحه فولادی ضخیم تر باشد، رنگ قرمز سنگین تر است. این نوع رسوب اکسید آهن قرمز در برخی از گریدهای فولادی دیگر نیز وجود دارد و کاملا رایج است.
