单相硼化物的制备及摩擦磨损性能研究

为了深入研究渗硼层中硼化物的性能，采用真空感应熔炼法制备单相硼化物材料。观察分析制备的硼化物微观组织，测试其力学性能。采用MMU-5G型销-盘式摩擦磨损试验机，在干摩擦条件下，研究了不同载荷下单相硼化物的摩擦学性能，观察其磨损表面形貌特征，探讨其磨损方式。结果表明：制备的硼化物为单一相，试样纯度高，试样的平均显微硬度为HV2065，平均断裂韧性值为1.68 MPa·m1/2；硼化物的断口处没有宏观的塑性变形，断口齐平光亮，表现为脆性断裂特征；干摩擦条件下随着载荷从10 N增加到30 N，硼化物的摩擦因数先降低后增加，20 N载荷时达到最小值，而其磨损量随着载荷的增加不断上升；随着载荷从10 N增加到30 N，磨损表面的粗糙度先逐渐上升后急剧上升； 10~20 N载荷下，硼化物的磨损以磨粒磨损为主，而25~30 N载荷下，硼化物的主要磨损方式从磨粒磨损转变为脆性破损。     

加强硼资源开发利用延伸硼化工产业链

目前，世界硼化物（包括硼矿）年产量已达300万t左右。美国是最大的生产和消费国，产量为138万t；土耳其拥有丰富的硼矿资源，产量居世界第二位，达118万t，大部分供应出口；俄罗斯产量为23万t，阿根廷为7．8万t。西欧和日本等一些国家硼资源缺乏，需要进口硼矿石或硼砂、硼酸。     

同时含有稀土元素La Ce Pr Nd的材料的电子探针定量分析方法

研制了稀土六硼化物单晶LaB_6、CeB_6、PrB_6和NdB_6电子探针分析标样。根据X-射线峰位表和实测的特征X-射线谱,考察分析了La、Ce、Pr和Nd元素谱线之间的干扰情况,发现分析谱线PrLα_1受到L_αLβ_1线严重的干扰。以混合稀土金属为试样,采用扣除谱线重叠强度的背底非对称测量等方法对L_n、Ce、Pr和Nd进行了电子探针定量分析,其结果与荧光X-射线光谱分析结果符合较好。     

硼化物在碳结合耐火材料中的应用

采用少量的硼化物作为防氧化剂以减少碳的氧化。硼化物与金属防氧化剂配合使用可得到最佳效果。     

改善Fe-B-C合金韧性的研究

为了提高Fe-B-C合金的韧性,应用稀土-钛-氮复合变质剂改善Fe-B-C合金组织和性能。结果发现,Fe-B-C合金复合变质处理后的凝固组织明显细化,且组织分布均匀,并出现钛硼化合物,钛硼化合物不同于普通Fe-B-C合金中的Fe2B呈网状分布,而是呈断网状和块状分布,特别是经高温热处理后,硼化物变成球状和棒状,Fe-B-C合金韧性明显提高,由8～10 J/cm2提高至22～25 J/cm2。经变质处理的Fe-B-C合金可用于制造轧钢机导卫板,其耐磨性比高镍铬合金钢提高1.3倍。     

WC/钢复合材料渗硼中WC颗粒对硼化物生长的影响

采用粉末渗硼法,对三种WC含量不同的WC/钢复合材料进行渗硼处理.利用SEM、XRD及自制的黑白图片伪彩色处理仪等方法对渗硼层的组织结构、硬度分布、渗硼层厚度及渗硼层内裂纹萌生进行研究,重点分析了WC含量及分布状况对硼化物生长的影响.结果表明：进行渗硼后,材料表面可获得高硬度FeB＋Fe2B的渗硼层,且随WC含量的增加,Fe2B含量相对增加.在渗硼过程中,WC颗粒对硼化物的生长起阻碍作用,而且含量愈多,阻碍作用愈大,渗硼层愈浅.当WC颗粒的分布方向与渗硼方向平行时,对硼化物生长的阻碍作用最小,渗硼层厚且致密,且在冷却时不易产生裂纹;当WC颗粒的分布方向与渗硼方向垂直时,对硼化物的生长阻碍作用最大,获得的渗硼层较浅,并且在渗层中出现明显的疏松区;当WC粒子呈无序分布,对硼化物的生长阻碍作用介于上面两者之间.硼化物生长时,遇到大颗粒WC其尖端变钝并停止生长;遇到小颗粒WC可以＂吞食＂.     

淬火温度对铸造Fe—B—Ti合金组织和性能的影响

通过不同的热处理淬火温度改变铸造Fe—B—Ti合金的组织，探讨了铸造Fe—B—Ti合金不同组织与性能的关系。试验结果表明：淬火温度较低时，硼化物变化较小，网状分布趋势明显；淬火温度较高时，硼化物断网和团聚化趋势明显加快。淬火温度1050℃时，硼化物网状特征消失，基本上都变成了团块状、颗粒状和杆棒状分布。随着淬火温度升高，硬度和韧性增加，超过1000℃，硬度和韧性变化不明显。淬火温度1050℃时，综合性能良好。     

镍基合金渗硼工艺及组织性能分析

研究了纯镍和镍基合金渗硼层的组织结构和性能，探讨了该合金的渗硼工艺。结果表明，镍和镍基合金在本试验条件下，可在表面获得硬度高、耐磨性、耐蚀性好的Ｎｉ２Ｂ和Ｎｉ３Ｂ相。对镍基合金，渗硼表面强化有良好的应用前景。     

硼及硼酸盐产品开发和应用前景

论述了硼及硼酸盐在现代无机盐工业中的地位和作用,以及在国民经济各部门、工农业生产、国防工业以及高新技术领域的应用。结合国内外硼化物的发展趋势,并根据中国的实际情况提出了当前应开发和发展的硼、硼酸盐及含硼新型材料有:纤维复合材料、元素硼粉和同位素系列产品、硼金属化物(如硼化钙、硼化锆、硼化钛)和含硼非晶态金属材料、有机硼化物(硼酸酯、烷基硼)、氟硼酸盐、硼酸钙、硼酸锌、硼酸镁和硼酸铝晶须材料。     

稀土镁对高硼铁基合金的影响

高硼铁基合金是一种新型的耐磨材料,其特点是以组织中硬脆的共晶硼化物作为材料的耐磨相。但是,由于共晶硼化物在晶界处呈网状分布,破坏了基体的连续性,导致材料韧性偏低。提高该种材料韧性的有效途径便是改善硼化物的形态,文中采用稀土镁对高硼铁基合金进行变质,在热处理条件下,改善了硼化物的形态,将材料的冲击韧度提高了34.6%。