高硼高速钢是在普通高速钢基础上发展起来的一种新型耐磨材料,以具有硬度高和热稳定性好的M₂B等作为硬质相,通过调节硼化物和碳化物体积分数及其在基体上的分布,少用或不用钨、钼、钒、铌、钴等昂贵合金元素,可以大幅降低生产成本。但是,高硼高速钢在高温下硬度明显下降,导致高温耐磨性降低。铝能提高钢的回火稳定性和红硬性,铝在合金表面形成坚硬致密的Al₂O₃氧化膜,可与Cr₂O₃氧化膜紧密结合,进一步提高材料的抗高温氧化性能。基于以上原因,本课题在高硼高速钢基础上添加铝元素,期待改善高硼高速钢的高温耐磨性。本课题从合金成分设计角度,对含铝高硼高速钢相图进行计算,并对所计算的相图进行实验验证。首先介绍了相图计算原理,然后利用Thermo-Calc计算软件,获得了不同硼、铝含量的Fe-B伪二元相图的垂直截面图,分析了硼含量变化对相区、共晶点参数等的影响,发现合金平衡状态下的共晶反应温度约为1318℃,共晶点硼含量为1.89wt.%。凝固组织主要包括α、M₂B（M=Fe,Cr）、M₇C₃（M=Fe,Cr,Mo,V）、M₂₃C₆（M=Fe,Cr,Mo,V）和M₃C（M=Fe,Cr）等相。利用Thermo-Calc软件,计算了900℃平衡状态下组织中各相随硼含量的定量变化趋势图。随着硼含量的增加,凝固组织中碳化物整体变化趋势是:MC+M₂₃C₆→MC+M₂₃C₆+M₇C₃→MC+M₇C₃→MC+M₃C。分析了在铝含量变化对Fe-B伪二元相图垂直截面图中相区、共晶点参数等的影响:随铝含量的增加,共晶转变点与共晶温度变化不大,奥氏体区面积显著降低。当铝含量超过1.0%时,奥氏体区域缩小为闭合奥氏体圈。含铝高硼高速钢的铸态组织基体均为α相,硬质相为M₂B、MC、M₇C₃;随着铝含量的增加,组织将由马氏体+残余奥氏体+网状M₂B+MC-/M₇C₃-碳化物（1.0%铝）,转变为珠光体+铁素体+MC-/M₇C₃-碳化物+网状M₂B组织（2.0%铝）。选取0.4%C-6.0%Cr-4.0%Mo-1.0%Al-1.0%Si-0.5%Mn-1.0%V-x%B（x=1,2,3）的三组含铝高硼高速钢,对所计算的合金垂直截面相图进行了实验验证,证明Thermo-Calc软件对该合金体系计算相图的准确性,实验测定结果无论是在相成分还是在相变温度上均与计算相图基本匹配,可以用来指导合金成分设计。还选取了0.4%C-6.0%Cr-4.0%Mo-1.0%Si-0.5%Mn-1.0%V-（1.0³.0）%B-x%Al（x=1.0,1.5,2.0）的三组含铝高硼高速钢,对所计算的合金垂直截面相图进行了实验验证,并对铝元素在高硼高速钢相图中的作用及铸态组织的影响进行了讨论分析。