渗硼是一种材料表面强化的化学热处理技术，通过扩散的硼和基体材料在相应温度下可形成由一个或多个金属间化合物相组成的硼化物层，显著地提高基体的表面硬度和耐磨性，从而极大地延长其使用寿命。渗硼一般应用于各种耐磨、耐蚀件的表面处理，不仅适合于钢铁材料，例如，碳素结构钢、合金结构钢、耐磨板等，也适合于铝合金，甚至钛合金。作为改善材料耐磨性的一种非常有效手段，渗硼技术研究与应用获得了国内外的广泛关注。到目前为止，已经出现了固体法、熔盐浸渍法、膏剂法、熔盐电解法。其中，目前固体渗硼获得国内外普遍认可。这是因为固体渗硼与其他渗硼工艺相比具有许多优点。特别是粉末渗硼工艺的操作简单，具有不需要特殊设备，采用普通电、气、煤加热炉均可，渗后工件不需清洗、渗剂重复使用性好、成本较低和渗层厚度与组织易控制等优点。基于此，本文以45#钢为基材，对其表面进行固体粉末渗硼，探讨渗层生长行为及渗硼时间与渗层组织及性能的关系。
实验材料采用45#钢，预先对其进行调质处理，去除氧化皮，制成10mm×10mm×10mm的试样。固体颗粒渗硼剂分别选取碳化硼、氟硼酸钾，其中硼的质量分数均为5%。将表面磨光的试样与渗硼剂置于不锈钢圆罐，再将渗罐放入中温箱式电阻炉内加热，渗硼工艺为加热到850℃分别保温2、4、5和6h后淬火并及时低温回火。
45#钢经固体粉末渗硼可得到一定厚度、组织致密的渗硼层，渗硼层由硼化物Fe2B构成，硼化物以长短不齐的方式垂直楔入基体形成连续针齿状层，与基体牢固结合。随渗硼时间延长，渗层厚度先快速增大后缓慢增加。在渗硼初期，渗层的增幅较大，随着时间的延长，增幅变得缓和。渗层生长动力学符合抛物线规律。渗硼显著提高了45#钢表面硬度和耐磨性，且随渗硼时间延长，显微硬度和耐磨性也有所增加。渗硼层显微硬度随渗层深度增加，先开始有所增加后出现明显降低，最后趋于平缓。