热轧螺纹钢表面氧化皮主要形成于终轧后的冷却过程，氧化温度、氧化时间、供氧程度及冷却速度是影响其组成和结构的主要因素。氧化皮由FeO、Fe3O4和Fe2O3组成，其结构决定螺纹钢的防锈性能。

　　研究结果表明，FeO为疏松多孔的细结晶组织，对螺纹钢防锈不利；Fe3O4为致密的反尖晶石结构，对螺纹钢防锈有利；Fe2O3结构最致密，但生成量少，对螺纹钢生锈影响较小。

　　显然，提高水冷螺纹钢防锈性能的关键，在于能否在冷却过程中改善表面氧化皮的组成和结构。

　　相对热轧螺纹钢的空气冷却，穿水冷却大大加快了终轧后螺纹钢的降温速度，也大大降低了螺纹钢的环境氧分压。冷却水的氧分压只有大约0.35～0.7kPa，远低于空气的氧分压（约21kPa），这使得氧化皮的组成和结构发生了变化，导致水冷螺纹钢容易生锈。因此，在不影响水冷螺纹钢力学性能的基础上，通过化学方法提高冷却水的氧分压，可以改变终轧后水冷螺纹钢氧化皮的形成条件，改善其组成和结构，提高螺纹钢的防锈性能。