硼系耐磨白口铸铁的主要化学成分是什么?
　　硼系耐磨白口铸铁的推荐化学成分见表4-36。这类铸铁的铸态组织由碳化物、细珠光体、马氏体和残留奥氏体组成。若铸件需经机械加工，则加工前需经高温退火得珠光体基体。高温退火还能进一步破坏碳化物的连续网状，以改善韧性。为了获得马氏体和碳化物的最终组织，还需经淬火处理，高碳低硼的材料采用940℃油淬及250℃回火，低碳高硼的材料采用980℃油淬及250℃回火。曾将这类铸铁用于球磨机衬板，经过3410h运行破碎物料18885t，寿命比高锰钢提高3倍，材料成本是高铬白口铸铁的l／3，应用于火电厂灰渣泵，寿命比原ZG35提高6.5倍以上，使用效果良好。
　　表4-36 硼系耐磨白口铸铁的推荐化学成分(质量分数) (％)

　　怎样改善硼系耐磨白口铸铁的韧性和淬透性?
　　硼合金白口铸铁组织粗大，且碳化物呈连续状分布，脆性较大。为了提高硼合金白口铸铁性能，简化热处理工艺，尚可等人进行了冷却速度对其组织和性能影响的研究。为了得到不同激冷能力的铸型，选用了石墨型、金属型、半金属型(铁砂和型砂混合)、半石墨型(石墨粉和型砂混合)、湿砂型、干砂型。铸件直径选择了φ10mm、φ20mm、φ30mm、φ40mm、φ50mm，由湿砂型铸造。结果表明：随铸型激冷能力的提高，抗弯强度、冲击韧度和硬度均有不同程度的提高，其中石墨型与干砂型相比，抗弯强度和硬度提高20％左右，冲击韧度提高幅度较大，达到88％左右。而硬度对壁厚十分敏感，随壁厚增加，硬度显著下降。提高结晶冷却速度可明显细化晶粒，使组织致密，基体和碳化物的显微硬度增加，耐磨性也提高。这是因为提高冷却速度后，过冷度增大，一方面共晶碳化物的形核数目增加，使其变得细小；另一方面增大晶体的长大透囊；逐有就是原子的扩散系数减小，原子难于做长距离扩散。碳化物快速长大排斥出大量铁原子，积聚在碳化物前沿，当其超过共晶奥氏体的结晶浓度时，就在碳化物表面上适宜的地方形成共晶奥氏体晶核，两者互相提供对方生长所需要的组元，共生共长，从而使离异共晶向条片状共晶转变。同时共晶奥氏体又往往以搭桥方式形成分枝，截断碳化物的生长条片，破坏了碳化物的网状形态。并且过冷度增大；伪共晶区加大，共晶量增多，使共晶碳化物的数量也稍有增加。而晶粒细化，晶界增多，晶界处点阵畸变较大，原子处于较高的能量状态。晶粒越细，晶界面积越大，晶界能越高。内能高，宏观上就表现为硬度、抗弯强度和冲击韧度的提高。
　　为了进一步提高硼合金白口铸铁的性能。尚可等人开展了改变硼合金白口铸铁碳化物形态与分布的研究。在化学分数（质量分数）为2.8％～3.10％C、0.8％～1.4％Si、0.5％～0.8％Mn、0.18%～0.22％Mn、0.9％～1.1％Cu和0.6％～0.8％Mo的铸铁中，分另用l.0％～2.0%RE、0.1％～0.3％Al和0.l％～0.5％Nb、0.05％～0.20％N复合变质处理，经稀土-铝复合变质处理后，碳化物呈板条状，由连续网状变为断续网状分布；用铌-氮变质处理后，碳化物变为较孤立的大块状。这是因为硼白口铸铁经稀土-铝变质后。其共晶转变温度降低；经铌-氮变质后，共晶转变温度有所提高?？梢匀衔＜尤胂⊥梁吐梁?，铝作为促进石墨化元素，对渗碳体形核有抑制作用；稀土作为表面活性元素，在凝固过程中聚集在碳化物凝固前沿，阻碍了铁、碳原子的堆积，从而使共晶转变温度降低。由于稀土原子的吸附，使渗碳体单向增长特性减弱。长大速度减慢，并破坏了共晶转变过程中共生生长的条件，促使奥氏体和碳化物体单独生长。由于共晶转变温度降低，其生长速度减慢，结晶过冷度进一步增加，初生奥氏体枝晶细化和分枝增多，形成较为致密的网，对莱氏体型柱状共晶团的成长产生较大的阻碍作用，促使板条状碳化物的生成。而铌-氮加入铁液后，首先形成铌的碳氮化物，它们作为碳化物的结晶核心，使共晶转变在较高的温度下进行。由于过冷度较小，故晶核数量少且长大速度也较小，从而阻碍了一相依附另一相生核。破坏了共生生长条件，共晶转变按离异形式结晶，碳化物长成大块状。变质硼合金白口铸铁，经高温热处理后，碳化物形态进一步改善，冲击韧度提高，在硬度达到64.1HRC，其冲击韧度达到7.2J／cm?。
　　硼系白口铸铁尽管具有较好的耐磨性，但淬透性不高，应用于壁厚较大的平均体积硬度要求较高的耐磨件上，还需进一步研究。孙广平等人研究了化学成分(质量分数)为2.8％～3.5％C、0.6％～0.8％Si、1.5％～6.5％Mn、0.15％～0.20％，B、0.％～0.％Cu和0.l％～0.2％Mo的硼白口铸铁组织与性能。锰对铸态硬度的影响是随锰含量的增加，硬度先是上升，在锰质量分数为4％时达到极大值，然后又下降。锰质量分数小于4％，铸态组织为碳化物+珠光体+马氏体，随着锰含量的增加，珠光体数量减少，马氏体数量增多。锰质量分数大于4％，组织为碳化物+马氏体+残留奥氏体，随着锰含量的增加，马氏体量减少，残留奥氏体量增多。锰在基体中的含量与在碳化物中的含量均随总体含锰量的提高而提高。锰在碳化物中的含量高于基体中的含量，两者的锰含量之比基本趋于1．56～1．60。当固定锰含量而变化碳含量时，该比例也基本不变，且随着碳含量提高，锰在碳化物中的含量逐渐减少。由于平均体积硬度HAV能综合表达淬透性和淬硬性，在大量试验基础上，将平均体积硬度与锰含量和试样直径的关系，采用计算机进行拟合，得到了三者之间的二次曲面方程
　　HAv=57.678一0.461133D+8.705ω(Mn)+0.00129D?+0.055lD×ω(Mn)
　　一1.567lω(Mn)? (4-15)
　　式中HAv——平均体积硬度(HRC)；
　　D——试样直径(mm)；
　　ω(Mn)——锰质量分数(％)。
　　对于D=60mm、80mm、100mm的3组试样，由式(4-15)所确定的平均体积硬度与含锰量之间的关系如图4-63所示，可发现三者的平均体积硬度均存在峰值，峰值出现的位置，随试样直径的增大向高锰方向移动。锰含量低时，试样直径越大，平均体积硬度越低；锰含量高时，试样直径越大平均体积硬度越高。要获褥最好的淬硬、淬透效果，锰的质量分数应在4.0％～5.0％，壁厚大者取上限，小者取下限。该图还反映出当含锰量低时，加快冷却速度有利于平均体积硬度的提高，含锰量高时，减缓冷却速度有利于提高平均体积硬度。