表面渗硼处理提升Fe-20Cr-5B-3Al合金抗熔融锌腐蚀性能的机制研究

来自材料腐蚀防护领域的研究人员针对Fe-20Cr-5B-3Al合金在熔融锌环境中的腐蚀问题，开展了表面渗硼处理研究。通过包埋渗硼法将表层α-Fe相转化为耐蚀性更强的Fe2B相，并促使Cr2B向铬硼化物转变。128小时腐蚀实验表明，渗硼后形成的完整硼化物层显著提升合金耐蚀性，且层间交错结构保障了涂层结合强度。

　　

本研究系统探讨了渗硼处理对铁-20%铬-5%硼-3%铝合金（Fe-20Cr-5B-3Al alloy）在熔融锌中腐蚀行为与微观结构的影响。铸态合金中原存在二硼化二铁（Fe₂B）、α-铁（α-Fe）和二硼化二铬（Cr₂B）相。采用包埋渗硼法（pack cementation）处理后，表层的α-铁相转变为更具耐锌腐蚀特性的二硼化二铁相。硼元素扩散与富集过程使原硼化物进一步转化为铁硼化合物（iron boride）与铬硼化合物（chromium boride）。

通过128小时熔融锌腐蚀实验对比发现：虽然铬、铝元素可提升合金耐蚀性，但α-铁相仍易发生优先腐蚀。渗硼处理后，耐蚀性较差的α-铁相消失，表面形成完整硼化物层（boride layer），大幅提升整体抗腐蚀性能。新生成的铁硼化合物与原始硼化物呈交错分布，确保了表面硼化物层的附着性能。