镍基高温合金凭借自身独特的耐高温和耐腐蚀性,在航天航空领域中拥有不可替代的地位。但其硬度低、耐磨性差等缺点限制了该合金的进一步发展和使用。表面处理是提高镍基合金硬度和改善磨损性能的主要途径之一。其中固体渗硼具有操作简单、渗层硬度高等优点,是一种常用提高金属材料表面硬度和耐磨性的表面改性工艺。本文采用颗粒固体渗硼剂,在不同的温度（900℃,950℃和1000℃）和时间（4h,6h和8h）下对Inconel625镍基合金进行固体渗硼处理,研究了渗硼层的组织结构和摩擦磨损性能及其机理;在渗硼剂中加入稀土铈,研究了稀土元素对渗硼层组织结构与摩擦磨损性能的影响,探讨了稀土对渗硼的催渗作用机制。实验结果对Inconel625等镍基合金的表面处理及其应用具有一定的指导意义。具体的研究结果如下:1.Inconel625镍基合金经过固体渗硼后表面形成了稳定的多相渗硼层结构,最上面为致密的铬硼化合物层,主要包含Cr₂B、CrB₂、Cr₅B₃、CrB化合物相,下层为细针状的含Ni₃B和Ni₂B镍硼化合物层。随着渗硼温度的提高,渗硼层的厚度增加,但当温度达到1000℃时出现了硅化层和扩散层。2.固体渗硼可以明显提高Inconel625镍基合金的表面硬度。其中950℃8h渗硼后试样表面硬度最高(1239HV_0.3),较基体提高了4.1倍。3.在常温摩擦条件下,固体渗硼后的Inconel625镍基合金试样的摩擦系数较基体明显下降,磨损量大幅度减小,渗硼后有效提高了Inconel625镍基合金的常温耐磨性能。其中,950℃渗硼后6h摩擦系数最低,磨损量最小,具有最优的耐常温摩擦磨损性能。4.Inconel625镍基合金经过固体渗硼后,在500℃高温摩擦磨损条件下,摩擦系数呈现先平稳后增大最后稳定的趋势,稳定后的摩擦系数与基体相比明显下降,磨损体积大幅度降低,固体渗硼可以有效提高Inconel625镍基合金的高温耐磨性能。随着渗硼温度的提高,950℃稳定后的摩擦系数与磨损体积最小,耐高温磨损性能最优;随着渗硼时间的提高,6h摩擦系数与磨损体积最小,耐高温磨损性能最优。5.对加入不同含量稀土对渗硼效果影响的试验表明,稀土添加量为5%时渗硼层的厚度与质量最佳。加入稀土渗硼后试样表面呈现山峦状形貌,与未加入稀土渗硼试样相比,表面变得更加粗糙;渗硼层结构更加致密,未出现如前所述的明显分层,渗硼层厚度也明显增加,试样表面硬度提高;XRD相组成并未发生改变,只是铬硼相的峰值强度升高,未检测出稀土化合物相;常温摩擦磨损实验中,摩擦系数变小,比磨损率下降了0.44倍,耐常温磨损性能提高;高温摩擦磨损实验中,摩擦系数一直保持稳定状态,摩擦系数比未加入稀土的渗硼试样稳定后的摩擦系数低,比磨损率下降了0.21倍,耐高温磨损性能提高。