FeB相在Fe基合金中性质及改性的研究

摘要

在寻找耐锌液腐蚀材料的大量研究试验过程中，发现Fe2B 作为耐熔锌腐蚀的铁基渗硼层或者耐锌液腐蚀的Fe－B 合金中的一相，起着主要的抵挡锌液腐蚀的作用。Fe2B 是一种典型的间隙型金属间化合物，因此它具有本质脆性，它的这种本质脆性导致了材料整体破坏时表现出脆性断裂，这使得这些耐锌液腐蚀的材料在锌液中的服役寿命不甚理想。因此，改善Fe2B 相的脆性是非常必要的。 本文通过在Fe－8.8B合金的基础上添加不同含量的Cr、Nb、Zr、La、Ni等元素，研究了这几种元素对该Fe-8.8B 合金的耐锌液腐蚀性能及力学性能的影响。研究发现：Fe2B在600Co的锌液中腐蚀时间与深度成2 / 1 0216 . 0 t x = 的关系，各种元素对腐蚀速率的影响不大；Fe2B 相上存在固有裂纹，锌液对Fe2B 相的腐蚀从裂纹处开始；Cr 置换了Fe2B 晶格中的某个Fe 原子，使Fe2B 发生晶格畸变，提高了其断裂韧性，当Cr 含量为0.5％wt 时Fe2B 相断裂韧性达到了27MPa/m2；Ni 元素改善了Fe2B 与α－Fe 两相的界面结合，使合金的抗弯强度提到，当Ni 含量为1％wt 时抗弯强度达到了420MPa；Nb、Zr 元素形成了化合物颗粒，Zr化物颗粒起到了延性第二相增韧的效果。