本发明涉及一种铁基合金、为一种含cr-ni-mo的用于制造钢管穿孔顶头的材料。

目前，用于碳钢及合金钢管的穿孔顶头材料，可分为合金工具钢和合金结构钢两类，合金工具钢类有：如3cr2w3v, h13,5crnimo等，这类合金工具钢的高温强度高，耐磨性好，一真作为传统的穿孔顶头被大量使用，合金工具钢顶头有镶钼及不镶钼两种；该顶头经普通热处理后便可直接使用，但这类高合金钢韧性较差，抗冷热疲劳性能不好，在急冷急热的穿孔条件下，极易造成顶头表面开裂而缩短其使用寿命，另外由于合金成份含量很高，价格很昂贵。

为了弥补合金工具钢顶头韧性差的不足，许多厂家使用了韧性较好的碳素钢以及合金结构钢材料制造顶头，如20#钢，45#钢，30cini3，20crnisiw，35crmo等，这类材料经热处理后虽然高温强度低于高合金工具钢，但由于其韧性较好，在一些穿孔条件较好的环境下，使用效果及成本优于合金工具钢，因此也得到了大量使用。这类材料一般都需经过特殊的氧化处理，使顶头表面能够生成致密、粘附性好，有一定厚度的氧化铁皮，起到润滑及隔热的作用，使顶头可在高温下使用。但由于其高温强度低于高合金工具钢，在穿孔时间长，轧制力大的环境下，顶头表面易于软化，产生塑性变形，缩短了使用寿命，为解决这一问题，出现了在顶头表面进行氮化加氧化处理的技术，利用氮化处理提高顶头表面的硬度，以弥补合金结构钢顶头表面硬度的不足，例如日本专利申请昭59-143079公开了一种“轧管用工具材料的制造方法"，其材料成分(重量%)为:c0.20 ~0.60，si 0.10 ~ 0.20，mn 0.30 - 2.0，cr 1.0 - 6.0，ni 0.50 - 6.0，此外，含有0.02-20的 nb或0.02 —2.0的v，其余为fe和不可避免的杂质，冶炼铸造后,按给定的形状加工，然后在50—1100℃进行氮化处理，氮化层深度在10μm以上，接着在900-1250℃进行氧化处理，但该材料的室温力学性能和高温硬度未见报道。对顶头进行上述处理时，高温氧化处理时氮在铁中溶解度降低,氮离子从顶头表面逸出，失去了氮化的作用；如果先进行氧化处理，再进行氮化处理，虽然表面硬度因氮化面提高，但是氮化层以外整个顶头的硬度却会降低,影响顶头的使用寿命。