硼钢

冶金术语

硼钢（boron steel），是以硼为主要合金化元素的钢。又称硼处理钢。能改善钢的某些性能。硼钢的种类主要有合金结构硼钢、低合金高强度硼钢、弹簧硼钢等。主要是渗碳硼钢：其碳含量低一般低于0.25%，这类钢渗碳性能较好，渗碳层不会形成大量残余奥氏体因而可得到高硬度、高耐磨性和良好抗疲劳性能，而且缺口敏感性较小。

简介

硼钢的硬度是普通钢材的4倍，而且强度、韧性和耐磨性也都优于普通钢材。早期的坦克、装甲车和潜艇都是用它，直到后来有更轻、更坚固的材料出现，于是硼钢就被转为民用，现在被广泛运用在机床的刀头、采矿机的钻头上，而运用在汽车的底盘和车体上时，可以提高框架的刚性和硬度，减小车祸时因形变而造成车内乘员的伤亡。

最早的钢号是美国的Q-Temp系列，现在美、日、英、俄等国都有许多冷变形用硼钢牌号，热处理后巩可达到1400MPa以上，ψ>50%，韧性亦很好，已大量制造各种螺栓类零件，特别是汽车、拖拉机、建筑业等需要的高强度螺栓。

特性与用途

硼在钢中的作用主要是提高钢的淬透性，其次可提高耐热钢的高温强度，蠕变强度，改善高速钢的红硬性和刀具的切削能力。硼还有很强的中子吸收能力，故原子能用钢也常加入硼。硼的淬透性效果（淬火时淬硬层的深浅）与钢中的含硼量、含碳量及钢的奥氏体化温度有关。最佳含硼量约0.0010%，过低或过高均不能产生最佳效果。通常随着含碳量的增加，硼的作用降低。在最佳奥氏体化温度下，硼的淬透性效果最大。硼钢主要作为结构钢使用。此外，还可用作弹簧钢、低合金高强度钢、冷变形钢、耐磨钢、耐热钢、原子能用钢等。

分类

硼钢的种类主要有合金结构硼钢、低合金高强度硼钢、弹簧硼钢等。合金结构硼钢主要包括调质硼钢、表面处理硼钢和冷变形硼钢。

调质硼钢

这类钢经过淬火和高温回火(或不回火)处理。具有高强度、高韧性、高耐磨性等，可用于汽车、拖拉机、机床、矿山机械、电站设备等，制造各种轴类、凸轮、键、拉杆、转向节、履带板、耐磨件等。这类钢的碳含量在0.25%以上，除去单独加硼的硼系外，还有锰硼、铬硼、锰钛硼、锰钒硼、铬锰硼、铬钼钒硼、镍铬钼钒硼等多种系列。典型钢号有40MnB、40CrB、40CrMnB、40CrMnMoVB等。

表面处理硼钢

主要是渗碳硼钢，但是渗碳后淬火变形大，缺乏规律，降低渗碳件的形状、尺寸精度，影响其使用寿命，曾经妨碍渗碳硼钢在齿轮制造上的应用。这一问题已经逐渐得到解决，因而其应用也逐渐增多。如德国用16MnCr5B、20MnCr5B等硼钢制造汽车变速箱齿轮，淬透性带宽可控制在HRC4～5，保证齿轮精度及各项性能。美国、日本、俄罗斯等国也开发了一些新渗碳硼钢制造齿轮、这种齿轮钢具有变形小、性能好等优点，有的还可快速渗碳、高温渗碳、碳氮共渗等。

冷变形硼钢

主要用于制造螺栓等各类紧固件，可代替原用的中碳钢、中碳铬镍钼钢。其优点是冷变形抗力小，可省去变形前的球化退火处理，提高生产率，降低成本，而且性能优良。这类钢的碳含量一般低于0．25%，除硼外还可加入其他合金元素，主要为锰硼系，还有铬硼、锰铬硼系，有的还加入钒、镍、铜等元素。最早的钢号是美国的Q-Temp系列，美、日、英、俄等国都有许多冷变形用硼钢牌号，热处理后巩可达到1400MPa以上，ψ>50%，韧性亦很好，已大量制造各种螺栓类零件，特别是汽车、拖拉机、建筑业等需要的高强度螺栓。

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