王天元，马胜超，程霜，陈翰韬，吕萍，王嘉琪，邢建东，马胜强

（1.西安交通大学 材料科学与工程学院 金属材料强度国家重点实验室，西安 710049；2.中航工业陕西航空电气有限责任公司，陕西 兴平 713165）

高速钢及工具钢是一种重要的耐磨合金，由于其具有高耐磨、高红硬性及抗热疲劳和氧化性能，广泛应用在航空、航天、能源、冶金和石化等领域的工业生产中（如高端轴承、关键模具、热作工具及冶金轧辊等）。但此类材料消耗量巨大，易造成资源和能源浪费。因此，长寿命、高硬韧性、低成本及优异的抗氧化性和抗热疲劳性能的先进合金是未来轧辊材质的发展方向。

研究表明[1-4]，在高速钢及工具钢基础上开发出的Fe-Cr-B 合金，用廉价的硼替代昂贵的W、Mo、Cr、V 合金元素，来获得大量均匀弥散分布的高硬度硼化物，形成了M3(B,C)、M23(B,C)6、M2(B,C)等多类型的复杂多相结构硼碳化合物。Fe-Cr-B 合金由具有高热稳定性的硼化物及富含一定量合金元素（Cr、Si 等）的韧性基体构成，其抗氧化性明显高于M2 高速钢2 个数量级[5]。目前，有关合金元素对Fe-Cr-B合金的力学性能和抗氧化性能的影响及其组织结构变化规律了解并不十分清楚。此外，Si 的加入有利于钢表面保护性氧化膜的形成，可提高其与基体间的附着力[5-8]，但涉及Si 对Fe-Cr-B 合金的高温抗氧化作用机理及氧化膜的形成规律的研究较少。实际上，Fe-Cr-B 合金在高温氧化过程中，由于鱼骨状或者块状硼化物的存在[9]，导致表面形成的氧化膜容易在力、热交替损伤下出现剥落和开裂，究其原因是表面膜与合金母体的界面结合不良所致。……