简述硼在钢中的作用

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硼的主要作用是提高钢的淬透性，因为加入极少量的硼(0.0005%-0.0030%)就能提高钢的淬透性。硼作为表面活性元素，吸附在奥氏体晶界上，延缓γ-a转变的作用，其在奥氏体晶界的偏聚阻碍铁素体的形核而有利于贝氏体的形成，故对铁素体生成的延缓要比对贝氏体延缓大得多，因而提高了淬透性。     硼推迟γ-a转变的间接效果是使合金元素的溶解度提高，因为合金元素在奥氏体中的溶解度高于铁素体，因此推迟了自时效效应，使材料在轧制之后由于时效而进一步强化。硼量低于0.0005%时对提高淬透性的作用甚小，高于0.003%则会使钢中产生的硼相、沿奥氏体晶界析出，产生热脆现象。     硼在钢中的溶解度虽然极低，作用机制却十分复杂。硼和氮、氧都有很强的亲和力，与各种缺陷（如位错和空位等）有强烈的相互作用，并能和S、C化合，且易于和钢中的其它元素形成各种类型的夹杂物。     硼加入铌钢中，增加了对奥氏体再结晶的阻力，这主要来自于应变诱导的硼偏聚。由于硼可以减小铌的晶界扩散系数，所以硼加入铌钢后增加了铌对晶界的拖曳作用。硼和铌的微合金复合对再结晶的阻碍也来源于(Nb、B)复合物的形成，这样的复合物存在于新晶界上，增加了铌原子的溶质拖曳作用力，减小了界面迁移速度和再结晶驱动力。     另外，研究表明，加硼有利于降低连铸坯的化学不均匀性、细化柱状晶体，最终形成最佳的金相组织（如细散殊光体），同时减轻时效硬化作用。统计分析结果表明，低碳钢硼含量增加导致极限抗张强度和屈服点降低，塑性指标提高（伸长率和相对收缩率），同时硼的影响率比碳的等效影响率大。硼对高碳钢力学性能的影响更为复杂。     尽管硼对力学性能总的标准偏差的影响明显比碳的影响弱，但硼含量提高会导致极限抗拉强度和伸长率降低，相对收缩率提高。高碳钢中硼含量提高到0.003%有利于塑性的改善，而硼含量更大时塑性变差。     金属制品企业工业性试验表明，经硼微合金化的低碳钢和高碳钢盘条，在拉成金属制品时工艺塑性高，完全可以保证成品要求的质量指标。硼微合金化钢水的工艺，能稳定地获得硼的高收得率。低碳钢硼含量提高，高碳钢硼的质量分数约0.003%就会改善钢的塑性；高碳钢硼的质量分数大于0.003%时塑性变差。     超低碳贝氏体钢（ULCB钢）是近20多年来国际上新发展起来的一大类高强度、高韧性、多用途的钢种。这类钢强韧性匹配极佳，尤其是焊接性能较传统的铁素体珠光体钢有大幅度提高。由于硼作为提高淬透性、控制组织结构的微量元素在ULCB钢的发展中有很特殊的作用，分析硼在钢中的分布状态对了解硼的作用十分重要。已有研究表明，ULCB钢中加入铜的目的之一是利用铜和硼的综合作用来进一步提高钢的淬透性，同时在高钢钢中凭借铜的时效硬化来进一步强化钢种。