本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含硼鐵基硬面合金。

背景技術(shù)：

鐵基硬面高耐磨材料主要是由硬質(zhì)相與基地相組成，硬質(zhì)相具高硬度，提供耐磨性(如碳化物、硼化物)，而基地相主要提供韌性，包覆并支撐硬質(zhì)相。

鐵基高含硼硬面材料中，硼化物硬質(zhì)相與碳化物硬質(zhì)相相比，其硬度高且韌性較好，是未來(lái)耐磨硬面材料發(fā)展的重要方向。然而基地相中殘留過(guò)多的硼原子，基地相硬度過(guò)高容易脆化，硬面材料在磨耗時(shí)，基地產(chǎn)生裂痕造成大范圍的剝落，基地相失去支撐性；有許多研究是藉由添加ni元素使基地相形成更多奧氏體，來(lái)降低基地相硬度，但同時(shí)會(huì)造成材料硬度與耐磨性大幅度降低。

本專(zhuān)利的目的在于提供一種新的合金材料達(dá)到硬度和韌性的平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種含硼鐵基硬面合金。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：一種含硼鐵基硬面合金，成分包括cr、b、c和fe，合金中添加了0.1～2.0wt％的mn、0.1～3.0wt％的ni和0.1～2.0wt％的cu。

具體的，所述合金中cr、b、c和fe的質(zhì)量百分比分別為cr：20.0～30.0wt％，b：2.0～5.0wt％，c：0.5～3.0wt％，fe：56～75wt％。

進(jìn)一步的，所述合金中各元素的質(zhì)量百分比分別為cr：21.5wt％，b：2.3wt％，c：0.7wt％，fe：72.6wt％，mn：0.3wt％，ni：1.7wt％，cu：0.9wt％。

進(jìn)一步的，所述合金中各元素的質(zhì)量百分比分別為cr：28.8wt％，b：4.7wt％，c：3.0wt％，fe：57.5wt％，mn：1.6wt％，ni：2.5wt％，cu：1.9wt％。

進(jìn)一步的，所述合金中各元素的質(zhì)量百分比分別為cr：25.1wt％，b：3.6wt％，c：2.2wt％，fe：66.1wt％，mn：1.3wt％，ni：0.2wt％，cu：1.5wt％。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：

本發(fā)明可以在保證合金韌性的同時(shí)也顯著提高了合金的硬度和耐磨性。

附圖說(shuō)明

圖1為對(duì)照例1合金hv30測(cè)試壓痕破裂面的1萬(wàn)倍放大顯微圖。

圖2為對(duì)照例2合金hv30測(cè)試壓痕破裂面的1萬(wàn)倍放大顯微圖。

圖3為實(shí)施例1合金hv30測(cè)試壓痕破裂面的2萬(wàn)倍放大顯微圖。

具體實(shí)施方式

一種含硼鐵基硬面合金，成分包括cr、b、c和fe，合金中添加了0.1～2.0wt％的mn、0.1～3.0wt％的ni和0.1～2.0wt％的cu。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

按照表1的成分表制備含硼鐵基硬面合金，所得合金按照維氏硬度hv30試驗(yàn)方法(以30kg載荷，用頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面)得到合金的硬度值；所得合金的耐磨性按照astmg65(使用干砂/橡膠輪試驗(yàn)儀測(cè)量磨損的試驗(yàn)方法)，對(duì)磨損質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。

表1：

有表1可知，實(shí)施例1～6合金材料硬度相比于對(duì)照例1～2合金材料均有顯著提高，同時(shí)實(shí)施例1～6合金材料的磨損量相比于對(duì)照例1合金材料沒(méi)有升高甚至有明顯降低，而對(duì)照例2合金材料磨損量提高超過(guò)20％。也就是說(shuō)，添加ni一種元素會(huì)令合金材料的硬度和耐磨性變差，而添加了適量mn、ni、cu三種元素會(huì)令合金材料的硬度和耐磨性更佳。

從圖1至圖3可知，對(duì)照例2的合金材料相比于對(duì)照例1的合金材料在hv30測(cè)試中裂紋明顯變短，而實(shí)施例1的合金材料裂紋長(zhǎng)度介于對(duì)照例1與對(duì)照例2之間。也就是說(shuō)，添加ni一種元素會(huì)令合金材料的韌性有較大提高，而添加了適量mn、ni、cu三種元素會(huì)令合金材料的略有提高。

綜上，只添加ni會(huì)在增加韌性的同時(shí)犧牲合金材料的硬度和耐磨性，而適當(dāng)添加mn、ni、cu會(huì)令合金材料有比較均衡的硬度、耐磨性和韌性。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種含硼鐵基硬面合金，成分包括Cr、B、C和Fe，合金中添加了0.1～2.0wt％的Mn、0.1～3.0wt％的Ni和0.1～2.0wt％的Cu。本發(fā)明可以在保證合金韌性的同時(shí)也顯著提高了合金的硬度和耐磨性。

技術(shù)研發(fā)人員：張?zhí)旌?吳韻聲;朱俊俍;莊銘浩;何培迪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州優(yōu)霹耐磨復(fù)合材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.12
技術(shù)公布日：2017.11.03