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Fe-Cr-B合金是在高铬铸铁基础上发展起来的一种新型耐磨材料，因其组织中含有高硬度的硼化物硬质相而具有优良的耐磨性。然而，由于Fe-Cr-B合金在高温下基体硬度下降明显，使其在高温下的耐磨性大幅度降低，限制了它的推广和应用。铝能提高钢的回火稳定性、硬度和红硬性，此外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Fe-Cr-B合金的基础上添加Al元素，获得Fe-Cr-B-Al合金，期待改善Fe-Cr-B合金的高温耐磨性。由于对新的合金体系缺乏了解，在选配合金成分和热处理工艺时，往往只能凭经验进行而缺少理论依据。本课题从合金设计和热处理工艺设计的角度，对Fe-Cr-B-Al合金相图进行计算，并对所计算的相图进行实验验证。 本文首先介绍了相图计算的原理及相平衡计算的理论模型，然后利用Thermo-Calc计算并绘制了不同Al含量的Fe-10％Cr-B-Al-C五元体系的垂直截面图，分析了Al含量的变化对相区、共晶点参数等的影响，发现随着Al含量的增加，各相区的形状或位置发生了较明显的改变而共晶点的硼含量基本不变，共晶温度略有提高;计算并绘制了Fe-Cr-2％B-2％Al-0.3％C五元系的垂直截面图，分析了Cr含量变化对平衡状态下凝固组织中碳化物类型的影响;计算得到在900℃平衡状态下，Fe-10％Cr-2％B-Al-0.3％C五元体系随Al含量的变化，凝固组织中各相的摩尔百分含量的定量变化趋势及Fe-Cr-2％B-2％Al-0.3％C五元体系各相的摩尔百分含量随Cr含量的变化趋势;计算得到不同成分点的Fe-Cr-B-Al-C合金的平衡凝固过程图，对Fe-10％Cr-2％B-2％Al-0.3％C合金的平衡凝固过程进行具体分析;此外还计算了不同Al含量的Fe-12％Cr-B-Al-C，Fe-15％Cr-B-Al-C及Fe-B-Al-C合金的垂直截面图，简单分析了Al含量变化对平衡状态下凝固组织中碳化物的类型的影响。 选取了Fe-10％Cr-1.5％B-2％Al-0.3％C、Fe-10％Cr-1.5％B-4％Al-0.3％、Fe-12％Cr-1.0％B-2％Al-0.3％C、Fe-12％Cr-1.0％B-4％Al-0.3％C、Fe-1.5％B-2％Al-0.3％C五个成分的合金，并对其垂直截面相图进行了实验验证。利用DSC对合金的相变温度点进行检测，利用SEM-EDS及XRD对不同相区的组织组成进行分析，实验结果表明:计算相图与实验测定结果无论是在相成分还是在相变温度上均符合较好，证明了计算相图的准确性，可以用来指导合金的成分及热处理工艺的设计。 最后研究了淬火处理对Fe-B-Al和Fe-Cr-B合金显微组织和硬度的影响规律，发现两种合金经过900-1100℃淬火后，共晶硼化物局部出现断网现象，且随温度升高，断网趋势明显，不同的是Fe-Cr-B合金在1100℃淬火时，由于部分硼化物重熔、聚集和长大，出现新的硼化物网，基体中还出现团球状和短棒状的M23C6。随淬火温度升高，Fe-Cr-B合金的硬度逐渐增加，在1050℃达到峰值，之后硬度略有减小，但变化不大。Fe-B-Al合金在900-1050℃淬火时，硬度在37-39HRC波动但变化不大，在1100℃淬火时硬度出现突变，达到54.1HRC。