白口鑄(zhu)鐵具有(you)(you)優異(yi)(yi)的(de)耐(nai)磨性(xing)，但脆性(xing)大，在重載、高(gao)(gao)(gao)(gao)沖擊工(gong)況下使(shi)用，可靠性(xing)差，開發強(qiang)度高(gao)(gao)(gao)(gao)、韌性(xing)好的(de)新型耐(nai)磨材(cai)料不(bu)斷(duan)(duan)受到關(guan)注和(he)重視(shi)。以(yi)硼(peng)(peng)為主要合金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)Fe-B鑄(zhu)造(zao)合金(jin)(jin)作為耐(nai)磨材(cai)料，具有(you)(you)合金(jin)(jin)用量少，成本低(di)以(yi)及熔(rong)煉簡單(dan)、鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝性(xing)能優異(yi)(yi)等(deng)特點(dian)，具有(you)(you)良(liang)好的(de)推廣應(ying)用前景(jing)。普(pu)通Fe-B鑄(zhu)造(zao)合金(jin)(jin)中含有(you)(you)較(jiao)多的(de)Fe2B化(hua)合物(wu)(wu)，其硬度高(gao)(gao)(gao)(gao)、熱穩定(ding)性(xing)好，且呈連續網(wang)(wang)狀(zhuang)分布，在普(pu)通熱處(chu)理(li)條件下不(bu)易發生分解，而(er)且溶解速(su)度也很緩(huan)慢。網(wang)(wang)狀(zhuang)硼(peng)(peng)化(hua)物(wu)(wu)的(de)存在，使(shi)Fe-B鑄(zhu)造(zao)合金(jin)(jin)韌性(xing)降低(di)。在Fe-B鑄(zhu)造(zao)合金(jin)(jin)中加入鈦元(yuan)素獲得(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)硼(peng)(peng)低(di)碳(tan)鐵基合金(jin)(jin)，并用稀土和(he)氮(dan)進行復合變(bian)質處(chu)理(li)，使(shi)凝固組織明顯細化(hua)，硼(peng)(peng)化(hua)物(wu)(wu)中出現了(le)較(jiao)多的(de)頸(jing)縮(suo)和(he)斷(duan)(duan)網(wang)(wang)現象(xiang)。頸(jing)縮(suo)和(he)斷(duan)(duan)網(wang)(wang)的(de)出現，有(you)(you)利于高(gao)(gao)(gao)(gao)溫熱處(chu)理(li)時硼(peng)(peng)化(hua)物(wu)(wu)形態(tai)的(de)團球化(hua)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)硼(peng)(peng)低(di)碳(tan)鐵基合金(jin)(jin)鑄(zhu)造(zao)合金(jin)(jin)力學性(xing)能的(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)。
將低碳鋼(gang)、錳鐵(tie)和(he)石(shi)墨在(zai)20kg中(zhong)頻感應電(dian)爐(lu)內(nei)混合加熱熔化，鋼(gang)水熔清后(hou)加入(ru)(ru)硼(peng)鐵(tie)和(he)鈦鐵(tie)。爐(lu)前調整成(cheng)分合格后(hou)將溫(wen)度升(sheng)至1580~1620℃，而后(hou)出(chu)爐(lu)。鋼(gang)水澆(jiao)注分兩(liang)種工藝，其(qi)一(yi)是(shi)在(zai)金(jin)屬型(xing)中(zhong)直(zhi)接(jie)澆(jiao)注成(cheng)22mm×22mm×110mm試(shi)(shi)塊，合金(jin)編(bian)號(hao)為T1，成(cheng)分為0.26wt%C，2.05wt%B和(he)0.64wt%Ti；其(qi)二是(shi)在(zai)澆(jiao)包(bao)內(nei)預先加入(ru)(ru)稀土和(he)含氮合金(jin)，其(qi)粒度為5~8mm，采用(yong)包(bao)內(nei)沖(chong)入(ru)(ru)法(fa)對高硼(peng)低碳鐵(tie)基(ji)合金(jin)進行復合變質(zhi)處(chu)理。然后(hou)攪(jiao)拌、扒渣，靜置2~4min后(hou)，按(an)T1試(shi)(shi)樣要求(qiu)澆(jiao)注成(cheng)試(shi)(shi)塊，合金(jin)編(bian)號(hao)為T2，成(cheng)分為0.27%C，2.04%B，0.65%Ti，0.09%RE和(he)0.07%N。金(jin)屬熔體澆(jiao)注溫(wen)度1440~1480℃。
Fe-B鑄造(zao)合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)加入鈦元(yuan)素(su)后(hou)，Fe2B硼(peng)化(hua)(hua)物依然呈網狀(zhuang)分布(bu)，凝(ning)固組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)出現了(le)少量TiB2塊狀(zhuang)組(zu)織(zhi)(zhi)。高硼(peng)低(di)碳鐵基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)經稀(xi)土、氮復合(he)(he)變(bian)(bian)質處理(li)后(hou)，沒有新(xin)相出現，組(zu)織(zhi)(zhi)明顯(xian)(xian)細化(hua)(hua)，硼(peng)化(hua)(hua)物中(zhong)出現了(le)多(duo)處明顯(xian)(xian)頸縮和(he)斷網。高硼(peng)低(di)碳鐵基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)經稀(xi)土、氮復合(he)(he)變(bian)(bian)質處理(li)后(hou)，硬度變(bian)(bian)化(hua)(hua)不明顯(xian)(xian)，但(dan)抗彎強度和(he)沖擊韌度明顯(xian)(xian)提高，其(qi)中(zhong)沖擊韌度提高63.8%。