硼鋼特性與用途

硼在鋼中的作用主要是提高鋼的淬透性，其次可提高耐熱鋼的高溫強度，蠕變強度，改善高速鋼的紅硬性和刀具的切削能力。硼還有很強的中子吸收能力，故原子能用鋼也常加入硼。硼的淬透性效果(淬火時淬硬層的深淺)與鋼中的含硼量、含碳量及鋼的奧氏體化溫度有關(guān)。最佳含硼量約0.0010% ，過低或過高均不能產(chǎn)生最佳效果。通常隨著含碳量的增加，硼的作用降低。在最佳奧氏體化溫度下，硼的淬透性效果最大。硼鋼主要作為結(jié)構(gòu)鋼使用。此外，還可用作彈簧鋼、低合金高強度鋼、冷變形鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、原子能用鋼等。

硼鋼的種類主要有合金結(jié)構(gòu)硼鋼、低合金高強度硼鋼、彈簧硼鋼等。合金結(jié)構(gòu)硼鋼主要包括調(diào)質(zhì)硼鋼、表面處理硼鋼和冷變形硼鋼。

這類鋼經(jīng)過淬火和高溫回火(或不回火)處理。具有高強度、高韌性、高耐磨性等，可用于汽車、拖拉機、機床、礦山機械、電站設(shè)備等，制造各種軸類、凸輪、鍵、拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)、履帶板、耐磨件等。這類鋼的碳含量在0.25%以上，除去單獨加硼的硼系外，還有錳硼、鉻硼、錳鈦硼、錳釩硼、鉻錳硼、鉻鉬釩硼、鎳鉻鉬釩硼等多種系列。典型鋼號有40MnB、40CrB、40CrMnB、40CrMnMoVB等。

主要是滲碳硼鋼:其碳含量低(一般低于0.25%)，這類鋼滲碳性能較好，滲碳層不會形成大量殘余奧氏體因而可得到高硬度、高耐磨性和良好抗疲勞性能，而且缺口敏感性較小。但是滲碳后淬火變形大，缺乏規(guī)律，降低滲碳件的形狀、尺寸精度，影響其使用壽命，曾經(jīng)妨礙滲碳硼鋼在齒輪制造上的應用。這一問題已經(jīng)逐漸得到解決，因而其應用也逐漸增多。如德國用16MnCr5B、20MnCr5B等硼鋼制造汽車變速箱齒輪，淬透性帶寬可控制在HRC4~5，保證齒輪精度及各項性能。美國、日本、俄羅斯等國也開發(fā)了一些新滲碳硼鋼制造齒輪、這種齒輪鋼具有變形小、性能好等優(yōu)點，有的還可快速滲碳、高溫滲碳、碳氮共滲等。

主要用于制造螺栓等各類緊固件，可代替原用的中碳鋼、中碳鉻鎳鉬鋼。其優(yōu)點是冷變形抗力小，可省去變形前的球化退火處理，提高生產(chǎn)率，降低成本，而且性能優(yōu)良。這類鋼的碳含量一般低于0.25%，除硼外還可加入其他合金元素，主要為錳硼系，還有鉻硼、錳鉻硼系，有的還加入釩、鎳、銅等元素。最早的鋼號是美國的Q-Temp系列，美、日、英、俄等國都有許多冷變形用硼鋼牌號，熱處理后鞏可達到1400MPa以上，ψ>50%，韌性亦很好，已大量制造各種螺栓類零件，特別是汽車、拖拉機、建筑業(yè)等需要的高強度螺栓。