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Fe-0.34C-0.90B耐磨硼鋼合金（化學(xué)成分）組織與性能的研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間：2014-05-15
鑄造Fe-0.34C-0.90B合金凝固組織由珠光體、鐵素體和硼化物組成。研究其鑄造合金組織與性能，并通過不同熱處理進(jìn)一步改善Fe-C-B合金硬質(zhì)相和基體的強(qiáng)韌性搭配，為明確熱處理對(duì)Fe-C-B合金的影響規(guī)律提供依據(jù)。
我國(guó)硼元素儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，用硼作為主要的合金元素代替價(jià)格飛漲的合金元素Cr、Mo、Ni、V等制備耐磨材料，無疑會(huì)大大降低成本。因此對(duì)硼系鋼鐵耐磨材料研究近年來備受關(guān)注，硼與鐵形成穩(wěn)定性較好的硬質(zhì)化合物，對(duì)于增加材料耐磨性較為有利。但目前對(duì)高硼鐵基合金的研究都是以加Cr為前提。對(duì)于Fe-C-B合金中不添加上述合金元素的報(bào)道甚少。通過前期的研究發(fā)現(xiàn)，普通碳鋼中加入適量的硼，能獲得強(qiáng)韌性較好的鑄造Fe-C-B合金，其基體為珠光體、鐵素體和硼化物，由于共晶硼化物的連續(xù)網(wǎng)狀分布，降低了Fe-C-B合金的硬度和沖擊韌度，限制了該材料的耐磨性和其應(yīng)用。本文在中碳鋼基礎(chǔ)上加入一定量的硼，獲得鑄造Fe-C-B合金，研究其鑄造合金組織與性能，并通過不同熱處理進(jìn)一步改善Fe-C-B合金硬質(zhì)相和基體的強(qiáng)韌性搭配，為明確熱處理對(duì)Fe-C-B合金的影響規(guī)律提供依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，廢35鋼料在150kg的中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，使用碳顆粒(含碳量為95%)增碳，熔清后插鋁脫氧，然后加入硼鐵(硼含量為17.5%，碳含量為0.1%)，造渣扒渣后在1560℃出爐，靜置后澆注水玻璃砂型試樣，澆注溫度1480℃。試樣的硼含量使用ICP-AES法進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表1。對(duì)試樣進(jìn)行表面除雜打磨處理，?在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，試樣在1000℃奧氏體化后分別進(jìn)行水淬、水淬+550℃回火、退火處理。
表1?試樣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)
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C
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B
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Si
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Mn
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P
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S
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0.34
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0.90
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0.40
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0.37
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0.03
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0.02
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鑄造Fe-0.34C-0.90B合金凝固組織由珠光體、鐵素體和硼化物組成。硼化物主要為Fe2B，在枝晶間呈連續(xù)網(wǎng)狀分布。不同的熱處理難以改變連續(xù)網(wǎng)狀分布硼化物的形態(tài)，但是不同熱處理后的組織和性能差異較大。其中經(jīng)1000℃×1h奧氏體化后水淬處理的綜合性能最佳，硬度達(dá)到56.0HRC，沖擊韌度達(dá)到7.3J/cm2。鑄造Fe-0.34C-0.90B合金經(jīng)過熱處理能一定程度地改善合金的力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)硬度和韌性在一個(gè)較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，便于應(yīng)用于各種工況條件。
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