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《河北理工学院》 2001年
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熔渣法钢铁材料表面硼化铬覆层的研究

李福民  
【摘要】: 以硼化铬为代表的硼化物比相应的碳化物有更高的耐液态金属腐蚀能力,将硼化铬覆层应用于液锌环境中腐蚀磨损条件下的工件,将大大提高其使用寿命。本文对形成硼化铬覆层的工艺条件、覆层的相结构及硼化铬覆层的耐液态锌腐蚀磨损性能进行了实验研究,以上工作未见报导,通过以上研究,结论如下: 为保证电镀铬层在熔渣中稳定存在,保证该工艺能够形成硼化铬覆层,熔渣中的最小铬含量应控制在≥2%,熔渣中Cr2O3的最小加入量为3%。硼化铬覆层厚度随着处理时间的延长而增加,二者之间近似符合直线关系;随着温度的升高,覆层增厚速度加快。 在熔渣中向钢铁材料表面镀铬层渗硼可以在钢铁材料表面形成完整的灰色硼化铬覆层。通过金相组织观察、X射线衍射和电子探针微区成份扫描分析对获得的覆层的相结构进行了研究,结果表明,该覆层为多层结构,由表及里为硼化铬(CrB2、CrB)层、含碳化铬颗粒富碳层、铁铬固溶体层,其中硼化铬相占绝大多数。覆层中硼化铬层主要由铬、硼两种元素组成,熔渣中的Si、Ca及钢基体中的Mn在覆层中含量很低。由表及里,硼化铬层中硼元素含量单调下降,铬元素含量单调递增,碳元素在硼化铬层与铁铬固溶体层之间富集,其余各层中碳的分布都很少,基体中不含铬、硼元素。这是由各种元素在硼化铬相的扩散规律及硼化铬的类金属相特点决定的。硼在硼化铬中的扩散系数为10-10cm2?s-1左右,硼在硼化铬中的扩散为覆层形成的限制性环节。 硼化铬覆层具有良好的耐液锌腐蚀磨损性能,这得益于其自身的高硬度、极高的化学稳定性,以及由此得以充分利用液锌的润滑作用。覆层的完整性对以耐液锌腐蚀磨损为目的的硼化铬被覆工件是非常重要的。
【学位授予单位】:河北理工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TG174.4

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