《表2 相的化学成分w (%)》

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《硼对大型高温合金铸件高温拉伸性能的影响》

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在扫描电镜SEM下可清晰分辨出M3B2硼化物，共晶γ′和M6C碳化物（图4），利用能谱分析（EDS）对试样中各相进行化学成分分析，结果如表2所示。可见M3B2的化学成分稳定，在不同试样中元素含量基本一致，除了45%左右的硼元素外，Mo、W和Cr 3种元素总质量分数在40%以上，因此该相的形成占据了合金基体中的难溶元素，使合金的电子空位数降低，组织更加稳定。硼化物硬度高，脆性大且难溶，是强晶界强化元素，当以固溶态存在时，能显著提高合金的拉伸和持久性能。然而，当硼含量过高时，合金中会出现大量长片状、针状的M3B2相[15]，这种相是造成合金过早断裂的裂纹起源，对合金的高温性能产生不利影响。本研究中图4（b）正是由于硼含量过高，尽管固溶了一部分基体的难溶元素，但是生成骨架状大量分布的硼化物，此时硼元素的固溶作用并没有明显体现，而这种难溶脆性相的存在导致试样力学性能明显下降。材料的高温拉伸性能通常与晶界强度有关，早期研究认为，硼偏聚于晶界，填充了晶界空位，减缓了元素在晶界的扩散，也有报道认为，硼阻碍了S向晶界空位的偏析，阻碍了晶界碳化物的生长，从而减缓了晶界的损坏[16]。本研究中图4（c）中共晶γ′相周围生成了条块状的M3B2，由于条块体积较大，并未对试样的晶界起到强化作用，相反促成了裂纹萌生并加速扩展，使之高温拉伸性能下降。因此，只有硼化物呈固溶态或分散颗粒存在时，才对晶界起到强化作用。