钢在加热时,铁与氧或铁与燃料燃烧时 的生成物 (CO2、H2O汽等) 的化学作用, 而形成一层氧化层,称为氧化皮。在被加热坯料表面分布成三层;内层由细小颗粒的FeO组成,占 氧化层全厚的40%; 中间层由粗大颗粒的 Fe3O4组成,占其厚度的50%左右; 外层由Fe2O3组成,占10%左右。由于氧化铁皮和钢的膨胀系数不一致,故疏松而易于脱落,同时氧化铁皮的熔点 (1300~1350℃) 较低,致使钢在高温下加热时,氧化铁皮的脱落或熔化会暴露出金属的表面,因而使氧化继续不断地加速进行。
氧化皮是钢铁在高温锻压成型时所产生的一层致密氧化层,通常附着比较牢固,但与钢铁相比,其柔韧性和延展性较差。各种腐蚀介质使钢铁在高温下被氧化和脱碳,造成材料的巨大损失和力学性能的下降,因而钢铁在高温处理中需要一定的保护措施。
在腐蚀介质中,铁先于氧化皮腐蚀,尤其是在大量氧化皮存在时,大量的氧化皮为阴极,少量裸露的铁成为小阳极,会加速促进铁的局部腐蚀。在潮湿环境中,氧化皮形成的大阴极和裸露钢铁形成的小阳极,会加剧裸露区钢铁的局部腐蚀。氧化皮与钢铁表面存在无数微小缝隙,水气和腐蚀介质渗透到松动的氧化皮下又会发生缝隙腐蚀和深差腐蚀。
化工行业氧化铁皮提供给化工厂可用来生产 氧化铁红、氧化铁黄、三氯化铁、硫酸亚铁等。其中,采用氧化铁皮为主要原料的液相沉淀法,可以生产从黄相红到紫相红各个色相的铁红。
制造硅铁合金冶炼硅铁合金的主要原料是钢屑,全国每年冶炼硅铁合金消耗的钢屑在200万t左右,用氧化铁皮替代钢屑冶炼硅铁合金的工艺已经成熟并得以应用。