不锈钢经过热轧后,需经罩式炉退火工艺使材料充分再结晶后才能投入使用。但在热轧、冷却及退火等过程中,不锈钢工件的表面因氧化会产生一层结构比较复杂的氧化皮。氧化皮的存在不仅影响了不锈钢工件的外观质量,而且对不锈钢工件的后续加工产生影响,甚至会影响产品的使用性能,故在随后需要对退火后板材表面进行酸洗处理,以便去除不锈钢工件表面的氧化皮。不锈钢表面氧化皮成分及其与基体的界面结合强弱直接决定了酸洗的难易程度。本文针对某企业生产的430铁素体不锈钢罩式退火炉退火处理时表面产生的退火印开展研究,利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、辉光光谱分析仪等仪器系统分析有退火印试样表层氧化物形貌、组成、结构以及产生原因。由于不锈钢/氧化层界面微观结构与酸洗效果直接相联系,本文在实验分析的基础上,构建了不锈钢/氧化物界面结构模型,采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,从原子层次上分析了430不锈钢基体与氧化物界面的结合能力以及合金元素所起的作用,以便从理论上为实验提供指导。430不锈钢退火印表层分析结果表明:有退火印和无退火印试样表层都存在氧化层,并且在不锈钢与氧化层界面区域均有厚薄不等的黑色条带,经过分析为富硅化合物。有退火印氧化层从外表面到近基体部位可分为四层,即铁氧层(主要有Fe的高价氧化物,如Fe3O4,Fe2O3)、铁铬氧层(主要是Fe的低氧化物和Cr的氧化物,如FeO,CrO3)、铬氧层(主要是Cr2O3致密氧化层)和硅氧层(主要是SiO2,FeO)。430不锈钢/氧化物界面计算分析发现:Fe-Cr/FeO界面结合强度与Fe/FeO界面结合强度相近,即铬对不锈钢与氧化物界面结合能力影响不明显;而Fe-Ni/FeO界面结合强度较弱,相对而言酸洗容易去除。硅富集于不锈钢/氧化物界面时会明显提高界面结合能力,即增加了酸洗的难度。