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微量硼可以明显改善钢的淬透性,在不损害塑性的前提下,大幅度提高钢的强度。但是长期以来,由于冶炼工艺的不完善和热处理性能的不稳定,影响了硼钢的使用。近年来,随着人们对硼在钢中作用机理的不断深入,促进了硼钢的发展和应用。硼钢广泛地用于拖拉机、机床及矿产用的各种机械部件的制备,应用硼钢可代替或节省镍、钼等稀缺资源;此外由于硼具有俘获中子的能力,在核工业也得到了广泛的应用。传统的硼钢冶炼工艺是用硼铁合金作为添加剂,硼铁合金中硼的利用率低,生产成本高。基于资源的综合利用,本文用含硼生铁作为添加剂,在真空感应炉中冶炼,采用低碳设计,并添入少量铬,锰和微量的稀土等元素制备硼钢。对比不同硼含量和不同的奥氏体化温度,试验钢性能的变化,并选择综合性能好的试验钢试样进行冲击磨料磨损试验,借助扫描电镜,分析其冲击断口断裂机制和磨损机制。实验研究表明:(1)对试验钢热轧处理,冷却方式采用喷水冷却,试验钢具有优良的综合性能,其中,当硼含量为0.001%时,试验钢的抗拉强度为1180MPa,屈服强度为810MPa,夏氏V口冲击韧性为65.0J,伸长率为14.3%,断面收缩率为48.8%,与GB/T3077-1999中合金结构钢20CrNiMo的力学性能相当。(2)当硼含量为0.003%时,试验钢韧性较差,其冲击断口断裂机制为解理断裂,属于脆性断裂,其余均为韧性断裂,随着硼含量从0.001%逐渐增大到0.003%,其强度、韧性和硬度逐渐降低;随着硼含量从0.003%逐渐增大到0.005%,其强度、韧性和硬度逐渐增大。(3)当硼含量为0.001%时,试验钢在奥氏体化温度为1000℃时,其综合性能较好;当硼含量为0.002%-0.005%时,试验钢在奥氏体化温度为800℃时,其综合性能较好。(4)在低应力冲击磨料磨损试验中,硬度相当的情况下,韧性大的耐磨性大。试验钢的磨损机制主要以疲劳磨损为主,兼有切削磨损。