合金元素B对钢的组织与性能的影响


对钢的显微组织及热处理的作用
1）硼与氮、氧之间有很强的亲和力。硼与碳形成碳化物B4C，硼和铁形成两种及时在高温时也很稳定的中间化合物Fe2B和FeB；
2）硼在钢中与残留的氮、氧化合形成稳定的夹杂物后会失去其本身的有益作用，只有以固溶形式存在于钢中的硼才起到特殊的有益作用，这归功于硼大都析集和吸附在晶界上；
3）由于钢中的硼的质量分数一般在0.001%~0.005%的范围，对钢的显微组织没有明显的影响。钢中“有效硼”的作用主要是增加钢的淬透性；
4）微量硼有使奥氏体晶粒长大的倾向，硼还增加回火脆性的倾向。
对钢的力学性能的作用
1）微量硼可提高钢在淬火和低温回火后的强度，并使塑性略有提高；
2）经300~400℃回火的含硼钢，其冲击韧性较不含硼的钢有所改善，且能降低钢的韧脆转变温度；
3）奥氏体铬镍钢中加入硼，经固溶和时效处理后，由于沉淀硬化的作用，其强度有适当提高，但韧性有所下降；
4）硼对改善奥氏体钢的蠕变抗力有利，在珠光体耐热钢中硼可提高其高温强度。
对钢的物理、化学及工艺性能的作用
1）硼的质量分为超过0.007%将导致钢的热脆现象，影响热加工性能，故钢中硼的总质量分数应控制在0.005%以下；
2）在含硼结构钢中，用微量硼代替较多量的其它合金元素后，期总合金元素含量降低，在高温时对变形的抗力减小，有利于模锻加工和延长锻模寿命。此外，含硼钢的氧化皮较松，易于脱落清理；
3）含硼钢经正火或退货后，其硬度比淬透性相同的其它合金钢要低，对于切削加工有利。
在钢中的作用
1）硼在钢中的主要用途是增加钢的淬透性，从而节约其它合金元素，如Ni、Cr、Mo等。质量分数为0.001%~0.005%的硼约可代替质量分数为1.6%的Ni，或质量分数为0.3%的Cr，或质量分数为0.2%的钼。以硼部分代替钼最为恰当；

2）利用硼吸收中子的能力，反应堆中采用硼的质量分数高达0.1%~4.5%的高硼低碳钢，但其变形加工十分困难。

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