关于钢铁在热加工工艺中表面缺陷的研究,在材料加工领域内一直是一个研究热点。而氧化铁皮又是钢表面质量的主要缺陷之一,是导致其质量损失的主要原因之一,直接影响了钢铁生产中金属的成材率。本文结合包头钢铁集团轨梁厂重轨钢的实际加工工艺,以U71Mn钢为主要研究对象,针对该钢种在通过热轧加热过程时表面产生的氧化烧损较为严重的情况,深入研究了加热温度、加热时间以及氧化气氛对重轨钢坯表面氧化的影响。目的是为了弄清重轨钢的氧化动力学规律,提高产品的成材率。研究工作以实验为主,采用增重法对试样进行连续称重,根据实验记录计算出试样单位面积的增重量,绘制增重曲线,得出钢坯表面氧化与加热时间、加热温度之间的动力学规律,并结合不同气氛下的结果分析氧化性气氛含量对氧化烧损的影响。快速升温、典型升温和慢速升温三种加热制度实验中,在空气气氛下,经过260min加热后,钢坯在三种加热制度下氧化烧损率分别为4.6%、3.4%和1.3%。在模拟炉膛气氛下,钢坯的氧化烧损率分别为3.1%、1.7%和0.6%。氧化气氛对氧化烧损量有明显影响。900~1300℃的恒温保温试验中,在空气气氛下,试样平均氧化速率从0.04提高到0.96 mg/cm2·min,1100℃以前的氧化速率较慢,之后明显变快,1100℃是速率变化的拐点;在模拟炉膛气氛下,平均氧化速率从0.01提高到0.81mg/cm2·min,速率变化的拐点在1150℃。氧化气氛对各温度下的氧化速率有明显影响。模拟炉膛气氛下,1200℃和1300℃保温试验的增重曲线各有一个拐点,拐点之前增重曲线较陡,之后致密的氧化层抑制了氧的渗透,氧化速率随之减慢,增重曲线变缓。研究结果为钢坯高温加热过程中氧化动力学规律的探索提供了数据支持,为实际生产中控制钢的高温氧化,改进加热工艺提供可靠的理论依据,对钢铁企业节能减排有重要的实践意义。