B-Cr-RE共渗技术是山东农业大学在固体粉末渗硼的基础上，以Na₂B₄O₇（或B-Fe合金）、RE、Na₂SIF₆、Cr-Fe合金、Si-Ca合金、NH₄Cl、石墨以及尿素等为主要成分，在工件表面渗入以B为主的B、Cr、RE等元素的表面改性技术，钢铁零件经共渗处理后的共渗层一般以Fe₂B相或由双层的FeB+Fe₂B相组成，视不同的使用要求和共渗处理工艺而定。零件经共渗处理后的表面硬度为HV1280～1500，具有高的耐磨性和红硬性，并且在盐酸、硫酸中具有抗蚀性（吴鲁周等，1983，刘永忻等1996，孙希泰等，1995，李木森等，1999年）。 为了扩大B-Cr-RE共渗技术的应用范围，并对工件经表面处理后的各方面性能的变化有所认识，同时针对共渗层的高硬度、好的耐磨性、以及优良的红硬性的特点，本文对B-Cr-RE共渗技术的应用研究做了初步探讨。其中，主要包括共渗处理后工件的尺寸变化、使用过程中的失效分析以及某些热力学性能的变化等。 本文通过引入热分析中TG研究了在不同气氛（空气气氛、通氧气氛）、不同升温速率升温的情况下共渗试样和不渗试样的氧化增重，并利用本文中提出的数据处理方法（本文称之为拟合热分析法）进行了氧化动力学的分析，并提出了用于热分析的恒速率升温的氧化增重动力学方程，分析了方程的几种形式并给出了相关的修正原则、主要参数的数学意义和物理意义。并对不同升温速率下方程求解的参数的稳定性进行了分析，同时将热分析试验的表观结果和通常使用的恒温氧化动力学方法的试验结果进行了比较，二者结论一致。即在渗后材料的表面有一层不耐氧化组织，在氧化的初始阶段，共渗层并未体现出耐氧化的优越性，只有表面不耐氧化组织的氧化阶段完成后，才能体现出共渗层的耐高温氧化的优越性，而后又对渗层在高温氧化时的破损进行了分析，并提出了模型。 本文通过引入热分析中的TMA分析了渗前、渗后材料的热膨胀系数的变化规律，并采取曲线拟合的数学处理方法将二者看似无规律的数据通过一定的数学处理方式耦合出有明显规律的函数，并因此得出了以渗前材料热膨胀为自变量，以渗后材料的热膨胀为因变量的函数，即经验公式，并对经验公式精确性和所反映的信息进行了分析。 本文通过有代表性的45钢经不同温度、不同保温时间处理后的几何尺寸的变化规律验证了文中通过理论推导得出的数学模型，即在数学上钢件渗硼后的尺寸变化是Fe₂B相宽度和FeB相宽度的线性组合，可以写成k₁w（Fe₂B）+k₂w（FeB）的形式。还提出了求渗层深度的经验公式和数学模型。同时指出，渗层深度不满足Y=kT^1.5，而满足Y=kT^0.678，主要是由于催渗剂催渗作用的结果。 本文为了求得一种在生产实践中确实可行的有关表面强化层的力学性能分析的计算方法，设计了渗层的力学性能试验，并对拉伸、压缩等不同受力状态下裂纹的产生与扩展进行了分析。通过试验可以得知渗层的破损出现在基体屈服阶段，并通过数学推导加以证实，同时提出了求得渗层抗拉、抗压强度等力学性能指标的方法。 t i2 李合非：硼铬稀土共渗技术应用基础研究 I文中求得了一种渗层（45钢经 900 t共渗处理 4小时）的抗压极限，在类似处理中完全可以举一反三，进行相关分析。本文认为压缩试验中渗层裂纹源产生于FeG和FeB两相的界面，在拉伸试验时，Fe。B和FeB两相的界面不产生裂纹，裂纹是由于基体塑性滑移时牵动渗硼层龟裂而产生的，并通过两种试验条件下渗层中单元体的应变状态的不同，给出了本文的解释。 最后，本文提出了拟合热分析方法以及与基体相结合的表面层力学性能的分析方法。同时应该指出的是：本文中试验的设计、数据的处理、求得的经验公式、提出的数学模型以及分析的方法都有一定的普遍性，并不仅局限于共渗层。