在钢中添加0.07%B可显著提高钢的淬透性。硼加入18%Cr、8%Ni的不锈钢中经过处理可使沉淀硬化，改善高温强度和硬度。在铸铁中硼会影响石墨化，因而增加白口的深度使其冷硬耐磨。在可锻铸铁中加入0.001%～0.005%的硼，有利形成球墨和改善其分布状况。低铝、低碳硼铁是非晶态合金的主要原材料。根据GB5682-87标准，我国硼铁分为低碳和中碳两类8个牌号。
基本知识
ferroboron
根据含碳量，硼铁(硼含量：5-25%)可分为低碳（C≤0.05%～0.1%,9%～25%B）和中碳（C≤2.5%,4%～19%B）两种。硼铁是
炼钢生产中的强
脱氧剂及硼元素加入剂。硼在钢中的最大作用是只需极微量即可显著提高
淬透性而取代大量
合金元素，另外还可改善力学性能、冷变形性能、
焊接性能及高温性能等。
主要用于
钢和铸铁中。用于
合金结构钢、
弹簧钢、
低合金高强度钢、
耐热钢、
不锈钢等。硼在
铸铁中可提高
韧性、
耐磨性，在
汽车、
拖拉机、
机床等制造中有广泛应用。
历史
英国戴维(H.Davy)用电解法首次制得硼。穆瓦桑(H. Moissan)于1893年在电弧炉中制得了高碳硼铁。20世纪20年代出现了许多制造硼铁的专利。70年代
非晶态合金和永磁体材料的发展，使硼铁的需要量增加。50年代末，中国北京钢铁研究总院用铝热法研制硼铁成功。其后吉林、锦州、辽阳等铁合金厂相继批量生产，1966年以后，主要由辽阳铁合金厂生产。1973年辽阳铁合金厂用电炉法生产硼铁。1989年又用电炉法研制低铝硼铁。
性质及用途
硼的原子量为10.81。电子结构为1s2s2p。结晶形硼的密度为2.31g/cm(20℃)，而无定形硼的密度为2.30g/cm(20℃)。熔点2079℃，沸点3660℃。硼铁二元系平衡相图见图1。硼铁系中，在硼含量约为3.8%处，有一共晶点，其共晶温度为1149℃。铁和硼生成两种，在高温时也极稳定的中间化合物，Fe2B和FeB。其中FeB有高温和低温两种晶型。工业生产的硼铁(10%～20%B)的熔化温度范围为1400～1550℃，密度为5.8～6.5g/cm3。
微量的硼(0.001%)可以使钢的淬透性成倍增加。不锈钢添加约0.003%B，可以改善其加工性。硼具有吸收中子的性质，可以阻碍或停止铀——石墨核反应的连锁反应。所以含硼较高(>1%B)的钢用于原子能工业。硼在铸铁中能影响石墨化，因而增加白口的深度。硼添加量超过0.01%时，有明显的稳定碳化物的作用，因而提高铸铁的耐磨强度。铸铁轧辊含硼0.02%～0.1%，可以提高表面硬度和改善白口凝固。可锻铸铁中添加硼达0.001%～0.005%时有利于形成球墨。同时还能增加石墨的颗粒和改善其分布状况。这一作用有利于退火处理。
喷涂(焊)用的铁基、钴基、镍基金属粉末、含硼0.5%～4.0%。含硼非晶态铁硅硼合金，如Fe92Si5B3，可以代替
取向硅钢制造铁损低、体积小的节能变压器等器件。Nd2Fe14B、Nd15Fe77B8等
钕铁硼永磁体，具有高剩磁、高矫顽力及高磁能积的优点，是制造永磁机件的理想材料。
生产工艺
B2O3是比较难还原的氧化物。碳还原生成B4C的反应，同生成B的很接近，可以得到含碳较低的硼铁。硅和铝还原B2O3是可能的，但反应热量均不能使反应自动进行，需要添加发热剂，补充热量。产出硼铁含硅与铝均较高。为了得到低铝硼铁，常用镁代替部分铝。硼铁生产主要有金属热法和电碳热法两种。
金属热法
将硼酸加热至800℃脱水，得到含>95%B2O3的硼酐作硼原料。可以得到杂质少、含硼高的硼铁。用镁代替部分铝作还原剂，不仅能提高单位炉料的反应热量，而且也能提高硼的还原率，降低合金中的铝含量。
硼酸(99%H3BO3)在烧油(或天然气)的反射炉(或回转窑)内加热至800～1000℃脱水，得到硼酐(B2O3)。破碎成粒度<3mm。铝镁合金(Mg>48%，Al>48%)是在中频感应炉内，先将铝锭熔化并加温至800℃左右，逐渐加入镁锭，不断搅拌使均匀混合。然后将合金液浇注成条块状。冷却后破碎成粒度<5mm，其他原料有：铁矿(Fe>65.0%，Si<2.5%，P<0.02%，S<0.05%，粒度<3mm);铁鳞(Fe>65%，Si<1.0%，P<0.015%，S<0.15%。粒度<5mm);铝粉(Al>99.0%，Si<0.5%，P<0.01%，粒度0.1～1mm>60%);硝酸钠(NaNO3>98.5%，粒度<1mm)。炉料按计算称量，混合均匀后装入熔炼炉。熔炼炉由炉底、炉筒和炉罩三部分组成。炉底放在可移动的小车上。其上铺一层镁砂和镁砖。炉筒是用钢板焊制的无底圆筒，内衬镁砖。筒底下部有出渣口。冶炼前用木棒、黄泥或耐火泥堵好。炉料装好后，用硝酸钠和
铝镁合金粉混合物做点火剂。用上部点火法冶炼。冶炼反应迅速激烈，时间为2～3min。反应完毕后，立即打开渣口，放渣。两小时后将炉筒吊走。加快合金冷却。硼铁锭冷却后，破碎、精整、包装。硼铁的化学成分为：B20%～24%，Al1.2%～2%，Si1.5%～2%，C<0.1%，P<0.1%，S<0.02%。炉渣的主要成分为：MgO10%～15%，Al2O360%～65%，B2O38%～10%，CaO3%～5%，SiO20.5%～1.0%，Fe2O30.2%～0.3%。生产1t硼铁(B22%)消耗硼酸1850～2100kg，硝酸钠230～300kg，铝锭900～1100kg，镁锭240～380kg，铁鳞600～750kg，铁矿300～350kg。硼回收率为65%～72%。
电碳热法
冶炼是在小于2000kVA的电炉中进行。采用镁质或碳质炉衬。使用原料有硼酐、硼精矿、钢屑、木炭等。将混合好的一炉所需炉料缓慢加入炉内。炉料全熔后，升温至1700℃以上，保持一段时间，打开出铁口，使渣铁流入锭模。冷却后，将渣铁分离。硼铁的化学成分为：B17%～21%，Al<0.1%，Si2%～3%，C<0.35%，P<0.2%，S<0.01%，Mn<1%。生产1t硼铁(B18%)消耗硼酸1780～1850kg，铁屑 950～1050kg，碳质材料1000～1150kg。电耗6500～7500kW·h。硼回收率68%～78%。
国家标准
基本信息
标准号StandardNo： GB/T5682-1995
中文标准名称StandardTitle in Chinese： 硼铁
英文标准名称： Ferroboron
发布日期IssuanceDate： 1995-10-10
实施日期ExecuteDate： 1996-3-1
首次发布日期FirstIssuance Date： 1985-12-4
标准状态StandardState： 现行
复审确认日期ReviewAffirmance Date： 2010-7-28
计划编号Plan No：
代替国标号ReplacedStandard： GB 5682-1987
被代替国标号ReplacedStandard:
废止时间RevocatoryDate：
采用国际标准号AdoptedInternational Standard No： JIS G318:1986
采标名称AdoptedInternational Standard Name：
采用程度ApplicationDegree： NEQ
采用国际标准AdoptedInternational Standard： 其他
国际标准分类号(ICS)： 77.100
中国标准分类号(CCS)： H42
标准类别StandardSort： 产品
标准页码NumberofPages:
标准价格(元) Price(￥)：
归口单位TechnicalCommittees：
全国钢标准化技术委员会起草单位DraftingCommittee： 辽阳铁合金厂
范围
本标准规定了硼铁交货的技术要求、试验方法、验收规则、包装、储运、标志和质量证明书。
本标准适用于炼钢、铸造和供非晶、超微晶母合金、钕铁硼合金及其他用途作硼元素加入剂的硼铁。
引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
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