铸渗硼法制备铸造表面复合材料简单易行，是提高铸件表面耐磨、抗蚀、耐高温等性能的有效途径。 铸渗硼技术的开发和应用研究较多［１～５］，但对表层组织结构的报道较少。本文对铸渗硼组织 中奥氏体冷却转变产物进行分析。１ 试验方法基体材料为ＨＴ２００。合金预制块由粒度为１０ ０目的硼铁和工业纯一级品硼酸按质量比为７∶３组成。硼铁的成分（ｗ，％）为：Ｂ２３－１３ ，Ｓｉ３－６２，Ａｌ１－７４，Ｐ０－００６，Ｃ０－０４，Ｆｅ余量。混合物在一定大压力及 ３５０℃下保温后，获得具有一定孔隙度的合金预制块。预制块置于砂型的侧壁，约于１４００℃ 浇注。用尼康金相显微镜，ＪＸＭ８００扫描电镜，Ｄ／ｍａｘｒｃ型Ｘ射线衍射仪及Ｈ８ ００透射电镜进行组织结构分析，用岛津Ｍ型试验机测定显微硬度。Ｘ射线入射线为ＣｕＫα线。 ２ 试验结果图１为铸渗硼表层过共晶区的Ｘ射线衍射谱，图２为组织形貌。根据Ｘ射线衍射结果 ，结合相图分析及显微硬度测定，可知图２ａ），ｂ）中白色长条为先共晶Ｆｅ２Ｂ，显微硬度１ ３００～１６００ＨＶ０－０５。共晶组织由Ｆｅ２Ｂ＋已转变的奥氏体组成，有菊花状（图２ａ ）和鱼骨状（图２ｂ）两种形态。显微硬度分别为１０００～１３００ＨＶ０－１和９００～１２ ００ＨＶ０－１。菊花状共晶易在靠近铸渗层表面区域出现，表明两种共晶形态的产生可能与液相 中Ｂ，Ｓｉ含量及冷却速度有关。图２ｃ），ｄ）分别为菊花状和鱼骨状两种共晶组织的ＳＥＭ观 察，可见在共晶形成过程中Ｆｅ２Ｂ相多以分枝方式生长，奥氏体分布于其间，同时也可看到奥氏 体转变产物的一些细节。图３为两种奥氏体转变产物的ＴＥＭ衍射像，表１为选区衍射斑点标定结 果和ＸＲＤ分析吻合。表明两种奥氏体转变产物均由铁素体＋Ｆｅ３（Ｓｉ，Ｂ）组成。不同之处 在于，图３ａ）中Ｆｅ３（Ｓｉ，Ｂ）与铁素体交替生长，属于珠光体型组织，而图３（ｄ）中Ｆ ｅ３（Ｓｉ，Ｂ）具有析出物的特征，且沿一定方向分布。图１ 过共晶区ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ．１ Ｘｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｈｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃｒｅｇｉ ｏｎ图２ 过共晶区组织形貌Ｆｉｇ．２ Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｈｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔ ｉｃｒｅｇｉｏｎａ）Ｆｅ２Ｂ＋ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍｅｕｔｅｃｔｉｃ，ｂ）Ｆｅ２Ｂ ＋ｆｉｓｈｂｏｎｅｅｕｔｅｃｔｉｃｃ）ＳＥＭａｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｉｇ．２ａ），ｄ）Ｓ ＥＭａｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｉｇ．２ｂ）图３ 奥氏体转变产物的ＴＥＭ观察Ｆｉｇ．３ Ｔｒ ａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｏｆａｕｓｔｅｎｉｔｅａ），ｄ）ｂｒｉｇｈｔｆｉ ｅｌｄｉｍａｇｅｓ， ｂ），ｅ）ｄａｒｋｆｉｅｌｄｉｍａｇｅｓ， ｃ），ｆ）ｅｌｅｃｔ ｒｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＦｅ３（Ｓｉ，Ｂ）表１ Ｆｅ３（Ｓｉ， Ｂ）衍射花样的分析计算Ｔａｂｌｅ１ ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｅ３（Ｓｉ，Ｂ）ｄｉｆ ｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓＺｏｎｅａｘｉｓｓｐｏｔＲｊ／ｍｍｈｋｌｄｃａｌ／ｎｍ ｄＡＳＴＭ／ｎｍφｃａｌ／（°）φｍｅａｓｕｒｅ／（°）［１－０１］Ａ６－２１０１０－ ３４８０－３４４Ｂ１３－００４００－１６６０－１６６Ｃ１４－３１４１０－１５１０－１５ ０９０９０［１－１０］Ｄ４－７５００１０－４５４０－４４７Ｅ５－２５１１００－４１１０ －４１７Ｆ７－０１１１０－３０８０－３０６３ 讨论在铸渗过程中，表面合金膏块主要发生于 重熔—结晶过程，表层受基体的影响较小。根据相图分析，凝固过程中表层主要发生Ｌ→Ｆｅ２Ｂ ＋奥氏体共晶转变，由于硼铁中Ｓｉ含量较高而碳含量较低，共晶反应过程中，Ｆｅ２Ｂ的形成使 奥氏体中Ｓｉ含量进一步升高，使奥氏体在继续冷却过程中转变为铁素体＋Ｆｅ３（Ｓｉ，Ｂ）组 织。总之，在铸渗硼层中共晶体的组成相、组织形态、硬度及奥氏体转变产物都不同于普通钢铁材 料的菜氏体组织。试验表明，与Ｃｒ２０型高铬铸铁相比，铸渗硼层具有良好的耐磨性和耐蚀性。 ４ 结 论铸渗硼层中的共晶体由Ｆｅ２Ｂ＋奥氏体组成，有菊花状和鱼骨状两种形态，奥氏体最 终转变为铁素体＋Ｆｅ３（Ｓｉ，Ｂ）组织。表面铸渗硼组织中奥氏体转变产物@张晓玲$西安交 通大学金属材料强度国家重点实验室@胡奈赛$西安交通大学金属材料强度国家重点实验室@秦绪 波$山东工业大学材料学院@孙希泰$山东工业大学材料学院@孟庆华$山东工业大学材料学院1 蔡震升,王锡岩,熊仲明,宋维锡.铸渗硼对铸铁钢锭模寿命的影响.铸造技术,1992(6):3.
2 刘金海,钱立,郝万德.灰铸铁铸型碳化硼涂料渗硼的研究.现代铸铁,1991(2) :9 .
3 高金贤,刘圣明,林志刚.铸铁铸态渗硼的研究.铸造,1987(12) :8 .
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5 БельскийЕИ, ЛивенцевВЕ, СиткевинчМВ. Формированиеисвоǔстваборидныхпокрытий, получаемыхвпроцесселитья.МиТОМ,1983(10) :51 .оǔстваборидныхпокрытий, получаемыхвпроцесселитья.МиТОМ,1983(10) :51 .
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