一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼及其制備方法，所述合金鋼的化學成分按重量百分比包括：W/2+Mo：2.5?3.5％、Ni：0.25?1.15％、Mn：0.8?1.5％、V：0.1?0.58％、Ti：0.01?0.1％、C：0.08?0.15％、Si：0.15?0.26％、Cr：3?6％、B：0.1?0.25％、Al：0.15?0.3％、Nb：0.02?0.15％、La+Ta：0.05?0.13％、S：0.001?0.008％、P：0.001?0.008％、Te：0.01?0.08％、Zr：0.02?0.1％、余量為鐵及不可避免的雜質。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及傳感器材料
，尤其涉及一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼及其制備方法。
技術介紹
合金鋼目前已被廣泛應用于傳感器、鋼管等領域；在溫度傳感器的使用中，其經常被用來制作傳感器的保護管，但是在某些高溫場合，例如測量一次風煤粉混合溫度、磨煤機的冷渣器和煙氣進出口溫度等測點的溫度傳感器，由于同時受到硫化物的強力腐蝕，內部沖刷極其厲害，在運行過程中現有的合金鋼保護管極易損壞，導致溫度傳感器的使用壽命短，一旦發生溫度失控，將造成無法估計的環境污染及經濟損失。因此，開發一種具有耐高溫的合金鋼是目前亟待解決的問題。
技術實現思路
基于
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出了一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼及其制備方法，所述制備方法過程簡單，工藝合理，得到的合金鋼強度高，耐高溫性能優異，耐腐蝕性好，用于溫度傳感器中，能延長溫度傳感器的使用壽命。本專利技術提出的一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其化學成分按重量百分比包括：W/2+Mo：2.5-3.5％、Ni：0.25-1.15％、Mn：0.8-1.5％、V：0.1-0.58％、Ti：0.01-0.1％、C：0.08-0.15％、Si：0.15-0.26％、Cr：3-6％、B：0.1-0.25％、Al：0.15-0.3％、Nb：0.02-0.15％、La+Ta：0.05-0.13％、S：0.001-0.008％、P：0.001-0.008％、Te：0.01-0.08％、Zr：0.02-0.1％、余量為鐵及不可避免的雜質。優選地，其化學成分中，Nb、V、Ti、Mo、Ta的重量百分比滿足以下關系式：1.4≤V+0.5×Nb+0.25×Ta+Ti+Mo≤1.9。優選地，其化學成分中，Cr、B、C的重量百分比滿足以下關系式：4.8≥Cr≥13×B+1.3，且C＝B。優選地，其化學成分中，La和Ta的重量百分比滿足以下關系式：2×La＝Ta+0.02。優選地，其化學成分中，Ti和Zr的重量百分比滿足以下關系式：0.08≤Ti+0.5×Zr≤0.11。優選地，其化學成分按重量百分比包括：W/2：1.3％、Mo:1.5％、Ni：0.68％、Mn：0.95％、V：0.18％、Ti：0.06％、C：0.14％、Si：0.21％、Cr：3.7％、B：0.14％、Al：0.22％、Nb：0.08％、La：0.05％、Ta:0.08％、S：0.002％、P：0.002％、Te：0.04％、Zr：0.06％、余量為鐵及不可避免的雜質。本專利技術提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼的制備方法，包括以下步驟：將各原料加入電爐中熔化得到鋼水，澆注后得到鋼坯，將鋼坯在1250-1350℃下保溫0.5-1.5h，然后在60-85℃的溫度下冷卻35-55min，然后在655-680℃真空回火2-3.5h，出爐冷卻至室溫得到所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼。本專利技術所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其化學成分中，加入了Nb，其具有阻礙動態再結晶的作用，同時復合添加了Ti、V、Mo和Ta，并合理調控了Nb、Ti、V、Mo和Ta的含量，使五者的含量滿足關系式：1.4≤V+0.5×Nb+0.25×Ta+Ti+Mo≤1.9，從而使五者之間綜合作用最佳，進一步阻礙了鋼的結晶過程，顯著提高了合金鋼的硬度和耐磨性，同時使得析出相中V具有更高的熱穩定性，顯著提高了合金鋼的耐高溫性；加入了B，進入基體后提高了基體的淬透性和淬硬性，并配合加入了Cr和C，同時合理控制了Cr、B、C的含量，4.8≥Cr≥13×B+1.3，且C＝B，從而B與體系中的Cr、Fe和C反應，生成了Fe2(B，C)和(Cr，Fe)7(B，C)3相，改善了體系中硼碳化物的形態和分布，顯著提高了材料的硬度和耐磨性；加入了Al、Nb、La、Ta，并控制了其在體系中的含量，通過各元素的合金化，達到了凈化和細化組織的目的，顯著改善了材料的高溫強度、耐磨性和耐高溫腐蝕性能；同時調控了Ti和Zr的含量，使其滿足關系式0.08≤Ti+0.5×Zr≤0.11，得到了非常細的氮化鈦或氮化鋯沉淀，顯著提高了合金鋼的硬度和強度；所述制備方法中，其過程簡單，在60-85℃冷卻后，形成了具有高位錯密度的馬氏體組織，根據合金鋼的化學成分，具體選擇了655-680℃進行回火，使體系中形成了納米級細小的碳化物顆粒，析出強化作用明顯，使硬度達到最高峰。對本專利技術所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼進行性能檢測，其硬度為68-72HRC，抗拉強度為800-850MPa，沖擊韌性為17-19J/cm2，在500℃下的抗高溫磨蝕性能性能優于高鉻鑄鐵，比高鉻鑄鐵(Cr20Mo2Cu1)提高37％以上。具體實施方式下面，通過具體實施例對本專利技術的技術方案進行詳細說明。實施例1本專利技術提出的一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其化學成分按重量百分比包括：W/2+Mo：3.5％、Ni：0.25％、Mn：1.5％、V：0.1％、Ti：0.1％、C：0.08％、Si：0.26％、Cr：3％、B：0.25％、Al：0.15％、Nb：0.15％、La+Ta：0.05％、S：0.008％、P：0.001％、Te：0.08％、Zr：0.02％、余量為鐵及不可避免的雜質。本專利技術還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼的制備方法，包括以下步驟：將各原料加入電爐中熔化得到鋼水，澆注后得到鋼坯，將鋼坯在1350℃下保溫0.5h，然后在85℃的溫度下冷卻35min，然后在680℃真空回火2h，出爐冷卻至室溫得到所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼。實施例2本專利技術提出的一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其化學成分按重量百分比包括：W/2+Mo：2.5％、Ni：1.15％、Mn：0.8％、V：0.58％、Ti：0.01％、C：0.15％、Si：0.15％、Cr：6％、B：0.1％、Al：0.3％、Nb：0.02％、La+Ta：0.13％、S：0.001％、P：0.008％、Te：0.01％、Zr：0.1％、余量為鐵及不可避免的雜質。本專利技術還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼的制備方法，包括以下步驟：將各原料加入電爐中熔化得到鋼水，澆注后得到鋼坯，將鋼坯在1250℃下保溫1.5h，然后在60℃的溫度下冷卻55min，然后在655℃真空回火3.5h，出爐冷卻至室溫得到所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼。實施例3本專利技術提出的一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其化學成分按重量百分比包括：W/2：1.72％、Mo：1.48％、Ni：0.38％、Mn：1.3％、V：0.15％、Ti：0.04％、C：0.11％、Si：0.18％、Cr：4.5％、B：0.11％、Al：0.22％、Nb：0.12％、La：0.04％、Ta：0.06％、S：0.003％、P：0.003％、Te：0.02％、Zr：0.09％、余量為鐵及不可避免的雜質。本專利技術還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼的制備方法，包括以下步驟：將各原料加入電爐中熔化得到鋼水，澆注后得到鋼坯，將鋼坯在1265℃下保溫1.3h，然后在66℃的溫度下冷卻48min，然后在660℃真空回火3.2h，出爐冷卻至室溫得到所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼。實施例4本專利技術提出的一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其化學成分按重量百分比包括：W/2：1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其特征在于，其化學成分按重量百分比包括：W/2+Mo：2.5?3.5％、Ni：0.25?1.15％、Mn：0.8?1.5％、V：0.1?0.58％、Ti：0.01?0.1％、C：0.08?0.15％、Si：0.15?0.26％、Cr：3?6％、B：0.1?0.25％、Al：0.15?0.3％、Nb：0.02?0.15％、La+Ta：0.05?0.13％、S：0.001?0.008％、P：0.001?0.008％、Te：0.01?0.08％、Zr：0.02?0.1％、余量為鐵及不可避免的雜質。

【技術特征摘要】
1.一種溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其特征在于，其化學成分按重量百分比包括：W/2+Mo：2.5-3.5％、Ni：0.25-1.15％、Mn：0.8-1.5％、V：0.1-0.58％、Ti：0.01-0.1％、C：0.08-0.15％、Si：0.15-0.26％、Cr：3-6％、B：0.1-0.25％、Al：0.15-0.3％、Nb：0.02-0.15％、La+Ta：0.05-0.13％、S：0.001-0.008％、P：0.001-0.008％、Te：0.01-0.08％、Zr：0.02-0.1％、余量為鐵及不可避免的雜質。2.根據權利要求1所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其特征在于，其化學成分中，Nb、V、Ti、Mo、Ta的重量百分比滿足以下關系式：1.4≤V+0.5×Nb+0.25×Ta+Ti+Mo≤1.9。3.根據權利要求1或2所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其特征在于，其化學成分中，Cr、B、C的重量百分比滿足以下關系式：4.8≥Cr≥13×B+1.3，且C＝B。4.根據權利要求1-3中任一項所述溫度傳感器用耐高溫合金鋼，其特征在于，其化學成分中，La和Ta的重量百分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高鳳誼，
申請(專利權)人：安徽瑞鑫自動化儀表有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34