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钢的化学成分也对变形后的氧化层状态有巨大影响,人们都知
道,添加少量与氧有高亲和力的化学元素,如Y、Ce、Hf和Si等,
会对促进形成更能抵抗外加力的氧化层非常有效。活性元素以其本
身或作为氧化物弥散体发生作用。人们提出各种理论说明活性元素
的作用,包括增大氧化层塑性,改变氧化物生长过程,在界面处增
强化学黏结和使可促进黏着的氧化物深入金属基质内。
有人建议把硫分离到氧化物—金属接触面上,以减小氧化层的
黏着,而且活性元素的作用是除去合金中的硫,从而提高其固有的
强烈吸附。其他作者提出,活性元素隔断在氧化层—金属界面上保
持扩散生长的位置,如界面间的位错,从而改变了氧化层的成长机
理和黏着力。
没有哪一个人的理论能令人满意地解释所有已报道的实验观察
现象,理解“氧化层或氧化层—金属界面”系统,对于金属成形,
特别是热轧和除鳞操作中精确描述氧化层的特性是至关重要的。有
人综合运用热拉伸测量和有限元素模型的方法研究这项工作,这是
金属成形中定量描述氧化层断裂特性的一种方法。在适当的操作条
件下,这要求综合试验,以计算机模型阐明测试结果的实验,并在
轧制操作中实际深入了解预测的实际效果。该方法已达到了比较好
的技术水平,因此它也能表示液压和机械除鳞,包括多层氧化皮的
除鳞。
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