金属学报

作者：赵广迪, 李阳, 姚晓雨, 王亮, 李渭滨, 潘玉华, 李维娟, 王兆宇

单位：1 辽宁科技大学 材料与冶金学院 鞍山 114051；2 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；3 辽宁丰德耐磨新材料制品有限公司 鞍山 114018

关键词：Fe-Cr-B-C合金,B,凝固行为,硼碳化物,强韧性,耐磨性,

基金：国家自然科学基金项目(51904146)

为提高Fe-Cr-B-C合金在铸态下的强韧性和耐磨性，研究了B含量对其凝固行为、铸态组织、硬度、冲击韧性和耐磨性的作用机理。结果表明，提高B含量显著降低了液相线温度和析出相形成温度，扩大了析出相形成温度区间，使凝固温度区间先增大后减小。当B含量为0.0006% (质量分数)时，凝固过程为L→δ→γ枝晶→初生Nb(C, B)→[γ + Cr7C3]共晶。凝固结束后，枝晶臂为马氏体组织，枝晶间由残余γ和微量Nb(C, B)、[γ + Cr7C3]构成。B含量增至0.51%时，可显著阻碍γ枝晶生长并细化枝晶组织。凝固过程为L→γ枝晶→初生(Fe, Cr)2(B, C)→初生Nb(C, B)→[γ + (Fe, Cr)2(B, C)]共晶。凝固后，枝晶间和枝晶臂均发生马氏体相变，沿枝晶间形成连续网状硼碳化物。当B含量继续增至2.89%时，在凝固初期就析出大量硼碳化物，枝晶组织消失。凝固过程为L→初生γ→初生(Fe, Cr)2(B, C)→[γ + (Fe, Cr)2(B, C)]共晶→[γ + (Fe, Cr)2(B, C) + (Fe, Cr)3(C, B)]包晶。凝固后，γ基体未发生马氏体相变。B含量为0.0006%时合金的冲击韧性最高，Rockwell硬度和耐磨性居中。B含量为0.51%的合金的Rockwell硬度最高，耐磨性最佳，冲击韧性居中。B含量为2.89%的合金的Rockwell硬度和冲击韧性均最小，耐磨性最差。硼碳化物特征的变化及基体的马氏体相变导致3种B含量合金强韧性和耐磨性产生显著差异。

来源：2025年第5期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2025年第5期