随着环境问题的日益严峻,传统的酸洗除鳞工艺在线材行业中受到限制,企业纷纷采用机械除鳞代替酸洗除鳞。机械剥壳除鳞法是使线材通过一组或多组弯曲辊发生反复弯曲变形,导致氧化铁皮破裂剥落,实现氧化铁皮的去除。该技术已逐渐成为线材行业发展的新趋势。机械剥壳对于线材氧化铁皮的厚度与结构提出了新的要求,然而,氧化铁皮控制不合理往往造成了高碳钢线材机械剥壳效果不佳,氧化铁皮无法呈大片状或长条状剥落,甚至残留在基体表面不易去除,在后续拉拔过程损坏模具并造成线材表面缺陷,严重降低线材产品质量,无法满足下游客户的使用要求。因此,实现氧化铁皮的合理控制,改善高碳钢线材机械剥壳性能是线材行业内的关注焦点。鉴于此,本文利用热重分析仪、激光共聚焦显微镜、热力模拟试验机、场发射扫描电镜和电子探针等设备研究了高碳钢线材82B氧化铁皮高温演变行为,探究了热轧过程氧化铁皮演变规律以及吐丝温度和冷却工艺对实验钢氧化铁皮影响规律,并在实验室理论研究基础上进行了工业试制。本文的主要研究工作及创新性如下:（1）利用热重分析仪进行了实验钢种的氧化动力学实验,分析了实验钢的氧化动力学规律及氧化铁皮的演变规律,得到实验钢种不同氧化温度条件下的氧化增重曲线,在1050～1150℃内遵循直线增重的规律;在1200℃以上时氧化增重遵循抛物线规律。采用场发射扫描电镜和电子探针分析了氧化铁皮形貌演变规律,氧化铁皮的表面和断面形貌在不同氧化温度条件下呈现出不同的形态。（2）利用激光共聚焦显微镜对实验钢的升温氧化过程进行原位观察,得到氧化铁皮生长过程表面形貌演变规律,在870～950℃范围内,氧化铁皮呈晶粒状生长,伴有氧化铁皮中裂纹的扩展与愈合。结合实验钢的高温氧化动力学行为,分析了氧化铁皮的起泡机理。气泡的形核条件由氧化铁皮与基体界面结合力所主导,界面处循环的氧化还原反应促进气泡长大。（3）利用热力模拟试验机研究了热轧过程氧化铁皮热变形行为,实验结果表明,随变形温度的升高,氧化铁皮的厚度与FeO比例显著增加。通过不同变形量和变形温度的实验研究,确定了氧化铁皮在950℃以上具有良好的热塑性和变形协调性。（4）利用热力模拟试验机研究了不同吐丝温度及冷却工艺对氧化铁皮影响规律,氧化铁皮的厚度与FeO 比例随吐丝温度的升高逐渐增加;随中间段冷速的增加,先共析转变受到抑制,先共析Fe3O4比例逐渐降低,尺寸逐渐减小。（5）结合实验室研究结果和现场实际工况,对高碳钢线材82B的生产工艺进行优化设计,工业试制结果表明,在保证线材性能的前提下,氧化铁皮厚度减薄,氧化铁皮结构中FeO 比例降低并以FeO为主,氧化铁皮与基体界面平直度改善。通过下游用户跟踪结果,表明采用新工艺生产的82B机械剥壳性能大大提高,满足下游客户使用要求。