本發(fā)明涉及攪拌頭材料領(lǐng)域，尤其涉及一種抗蠕變攪拌頭材料。
背景技術(shù)：
：攪拌頭是攪拌摩擦焊技術(shù)的關(guān)鍵，被譽(yù)為攪拌摩擦焊的心臟。攪拌頭的好壞不僅決定了攪拌摩擦焊接頭的性能，而且決定著攪拌摩擦焊的生產(chǎn)成本。攪拌頭由軸肩、夾持部分和攪拌針組成。在攪拌摩擦焊過程中，攪拌針要旋轉(zhuǎn)著插入被焊材料的結(jié)合界面處，并在一定速度下沿著焊縫前進(jìn)。因此，在攪拌摩擦焊時(shí)攪拌針的工作環(huán)境較為惡劣，對(duì)耐磨損性能，尤其是高溫耐磨損性能要求高。國(guó)內(nèi)最常用的攪拌頭材料為H13鋼。但是H13鋼制作的攪拌頭在長(zhǎng)時(shí)間焊接鋁合金結(jié)構(gòu)件時(shí)，如焊接鋁合金船體和筒形儲(chǔ)藏件時(shí)，攪拌頭容易出現(xiàn)蠕變和蠕變疲勞現(xiàn)象，縮短攪拌頭的使用壽命，影響工作效率，增加企業(yè)成本。如何提高攪拌頭的使用壽命,研制出生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、使用可靠、價(jià)廉物美的新型抗蠕變攪拌頭材料，是當(dāng)前急需解決的技術(shù)問題。申請(qǐng)?zhí)枮?01510991313.2的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種攪拌摩擦焊用的高氮鋼攪拌頭及其制造工藝。該攪拌頭的高氮鋼材料以重量百分比計(jì)，含有以下元素：Mn：16-19％；Cr：20-30％；N：0.5-0.9％；Mo：1.5-2.5％；Ni：≤0.2％；S：≤0.03％；P：≤0.03％；C：≤0.03％；Si：≤0.4％，余量為鐵及不可避免雜質(zhì)。該高氮鋼材料強(qiáng)度高、抗蠕變、疲勞性能好，采用該材料制作的攪拌頭強(qiáng)度高，受用壽命長(zhǎng)，產(chǎn)熱穩(wěn)定，能夠滿足鋁合金等低熔點(diǎn)有色金屬對(duì)攪拌頭性能的要求。但是上述攪拌頭材料的抗蠕變性能仍不夠理想，有待進(jìn)一步提高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抗蠕變攪拌頭材料。本發(fā)明的攪拌頭材料不僅具有優(yōu)異的耐磨損性能、抗高溫氧化性能，而且具有優(yōu)異的抗蠕變性能，顯著延長(zhǎng)攪拌頭的使用壽命。本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.10-0.25％C、0.5-2.0％Si、0.2-0.8％Mn、5.0-10.0％Cr、1.5-7.5％W、2.5-6.5％Mo、0.5-3.5％Ti、0.3-1.5％Sr、0.005-0.02％B、0.01-0.25％Nb、0.05-0.80％In、0.2-1.5％Ni、≤0.03％P、≤0.03％S，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。所述不可避免雜質(zhì)的含量≤0.10％。本命發(fā)明對(duì)攪拌頭材料中各元素的含量進(jìn)行了嚴(yán)格調(diào)控，使得攪拌頭材料不僅具有優(yōu)異的耐磨損性能、抗高溫氧化性能，而且具有優(yōu)異的抗蠕變性能，顯著延長(zhǎng)攪拌頭的使用壽命。其中，在材料中：碳(C)的主要作用是保持合金鋼較好的強(qiáng)度。硅(Si)的主要作用是作為還原劑和脫氧劑，并提高合金鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和抗氧化性能。錳(Mn)的主要作用是作為脫氧劑和脫硫劑，并提高合金鋼的強(qiáng)韌性，改善合金鋼的熱加工性能。鉻(Cr)的主要作用是提高合金鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蝕性。鎢(W)的主要作用是提高合金鋼的抗蠕變能力和耐磨損性能。鉬(Mo)的主要作用是細(xì)化晶粒，提高合金鋼的淬透性和熱強(qiáng)性能，使合金鋼在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力。鈦(Ti)的主要作用是改善鋼的熱強(qiáng)性，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強(qiáng)度。鍶(Sr)的主要作用是提高材料的高溫抗氧化性能，增強(qiáng)材料的高溫耐磨損性能。硼(B)的主要作用是改善合金鋼的致密性，提高強(qiáng)度。鈮(Nb)的主要作用是細(xì)化晶粒、降低合金鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度和耐腐蝕性能。銦(In)的主要作用是改善合金鋼的韌性。鎳(Ni)的主要使用是提高材料的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性,改善材料的加工性,提高材料的抗腐蝕能力。由于硫(S)、磷(P)易于鐵形成脆性的硫化物、磷化物，惡化合金鋼的性能，所以需要嚴(yán)格控制合金鋼中S、P含量。本發(fā)明的攪拌頭在制備過程中，熔煉、熱處理都采用常規(guī)方法即可。作為優(yōu)選，上述抗蠕變攪拌頭材料由以下重量百分比的原料組成：0.12-0.22％C、0.65-1.85％Si、0.3-0.7％Mn、5.5-9.5％Cr、2.0.0-7.0％W、3.0-6.0％Mo、0.8-3.2％Ti、0.5-1.35％Sr、0.008-0.015％B、0.05-0.22％Nb、0.08-0.75％In、0.5-1.35％Ni、≤0.02％P、≤0.02％S，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的含量≤0.10％。作為進(jìn)一步優(yōu)選，上述抗蠕變攪拌頭材料由以下重量百分比的原料組成：0.14-0.21％C、0.7-1.7％Si、0.35-0.65％Mn、6.0-9.0％Cr、2.5-6.5％W、3.2-5.8％Mo、0.9-3.0％Ti、0.6-1.3％Sr、0.009-0.012％B、0.08-0.20％Nb、0.10-0.70％In、0.65-1.30％Ni、≤0.01％P、≤0.01％S，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的含量≤0.10％。與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的攪拌頭材料不僅具有優(yōu)異的耐磨損性能、抗高溫氧化性能，而且具有優(yōu)異的抗蠕變性能，顯著延長(zhǎng)攪拌頭的使用壽命。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.13％C、1.25％Si、0.5％Mn、7.5％Cr、4.5％W、4.5％Mo、2.0％Ti、0.9％Sr、0.01％B、0.13％Nb、0.43％In、0.8％Ni、≤0.01％P、≤0.01％S、不可避免雜質(zhì)≤0.08％，余量為Fe。實(shí)施例2一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.10％C、0.5％Si、0.2％Mn、10.0％Cr、1.5％W、6.5％Mo、0.5％Ti、1.5％Sr、0.005％B、0.25％Nb、0.05％In、1.5％Ni、≤0.03％P、≤0.03％S、不可避免雜質(zhì)≤0.08％，余量為Fe。實(shí)施例3一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.25％C、0.5％Si、0.8％Mn、5.0％Cr、7.5％W、2.5％Mo、3.5％Ti、0.3％Sr、0.02％B、0.01％Nb、0.80％In、0.2％Ni、≤0.02％P、≤0.02％S、不可避免雜質(zhì)≤0.08％，余量為Fe。實(shí)施例4一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.18％C、1.15％Si、0.48％Mn、7.5％Cr、4.1％W、4.5％Mo、2.0％Ti、1.0％Sr、0.010％B、0.14％Nb、0.45％In、1.05％Ni、≤0.01％P、≤0.01％S、不可避免雜質(zhì)≤0.08％，余量為Fe。實(shí)施例5一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.14％C、1.35％Si、0.52％Mn、7.8％Cr、4.5％W、4.8％Mo、2.4％Ti、1.05％Sr、0.015％B、0.18％Nb、0.65％In、1.2％Ni、≤0.01％P、≤0.01％S、不可避免雜質(zhì)≤0.08％，余量為Fe。實(shí)施例6一種抗蠕變攪拌頭材料，由以下重量百分比的原料組成：0.16％C、1.25％Si、0.62％Mn、6.8％Cr、4.8％W、5.0％Mo、2.2％Ti、1.05％Sr、0.010％B、0.15％Nb、0.65％In、1.2％Ni、≤0.01％P、≤0.01％S、不可避免雜質(zhì)≤0.08％，余量為Fe。各實(shí)施例所述一種抗蠕變攪拌頭材料，與H13鋼材料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比：實(shí)施例25℃測(cè)試條件下的相對(duì)抗蠕變性能500℃測(cè)試條件下的相對(duì)抗蠕變性能H13鋼11實(shí)施例11.311.47實(shí)施例21.261.41實(shí)施例31.181.36實(shí)施例41.511.67實(shí)施例51.471.61實(shí)施例61.431.58本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3