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本文采用双因素法研究硼铁—氟硼酸钾体系渗硼工艺、组织和性能,采用单因素法对硼铁-氟硼酸钾体系的渗硼温度、渗硼时间等工艺进行优化,探讨渗硼工艺的动力学特征,对硼铁-氟硼酸钾体系的渗硼机理进行讨论。进一步研究了渗硼层扩散热处理、调质热处理后的组织和性能变化特征。利用高频感应加热对渗硼层进行共晶化处理,以期考察渗硼层共晶化特征。实验研究了5%O2和5%O2+HCl高温腐蚀规律和机制。研究结果表明:硼铁、氟硼酸钾比例的增加,渗硼层深度逐渐增大,最佳渗硼剂成分为硼铁15%~25%,氟硼酸钾10%,最佳渗硼工艺为900~950℃保温2~4h,渗硼扩散激活能为185J/mol,渗硼层主要为单相Fe2B组织或FeB+Fe2B双相组织,硼化物硬度在1200~2000HV0.1之间;渗后再扩散热处理和渗后调质热处理降低了渗硼层表面硼浓度,改善了硼化物的致密性;渗硼后高频感应共晶化最佳工艺为1100~1200℃保温5~10s,共晶区组织主要为Fe2B+α-Fe或Fe2B+α-Fe+少量的Fe3C组成的鱼骨状亚共晶组织和Fe2B+Fe3(C,B)+α-Fe组成的菊花状共晶组织,共晶区硬度在500~700HV0.1之间。高温腐蚀试验结果显示:5%O2和5%O2+500ppmHCl两种气氛腐蚀动力学曲线均呈抛物线关系,各渗硼件抗中、高温氧化和氯化腐蚀性能远高于未渗硼35钢;HCl气体的存在,通过穿透表面氧化膜,腐蚀量比无氯环境腐蚀量增重2~4倍,加速了试件表面腐蚀与剥落;X射线分析表明,渗硼件腐蚀产物主要为铁氧化物、硼氧化物和铁硼氧化物三种,400℃时,渗硼层表面形成无定形玻璃体B2O3,有效的保护金属表面氧化和氯化,当温度为600℃时,氧化物B2O3挥发,此时FeBO3形成并增多,减少了铁氧化物的形成,在一定程度上阻碍了氧化。