本發(fā)明涉及傳感器材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
合金鋼目前已被廣泛應(yīng)用于傳感器、鋼管等領(lǐng)域；在溫度傳感器的使用中，其經(jīng)常被用來制作傳感器的保護(hù)管，但是在某些高溫場合，例如測量一次風(fēng)煤粉混合溫度、磨煤機(jī)的冷渣器和煙氣進(jìn)出口溫度等測點的溫度傳感器，由于同時受到硫化物的強(qiáng)力腐蝕，內(nèi)部沖刷極其厲害，在運行過程中現(xiàn)有的合金鋼保護(hù)管極易損壞，導(dǎo)致溫度傳感器的使用壽命短，一旦發(fā)生溫度失控，將造成無法估計的環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)損失。因此，開發(fā)一種具有耐高溫性和耐腐蝕性的合金鋼是目前亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕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(qiáng)度高，耐高溫性能優(yōu)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。
本發(fā)明提出的一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.2-0.35％、Si：1.2-1.8％、Mn：0.5-1％、Cr：3-6％、Zr：0.02-0.1％、Ni：1-1.5％、Mo：0.8-1.2％、V：0.5-0.8％、La+Ta：0.05-0.13％、Ti：0.01-0.1％、B：0.1-0.25％、Sn：0.01-0.1％、Nb：0.02-0.1％、Rb：0.01-0.05％、S≤0.004％、P≤0.004％、Te：0.01-0.08％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，其化學(xué)成分中，Cr、Zr、Mo、B、C的重量百分比滿足以下關(guān)系式：Cr+3×Mo+10×Zr+10×B≥9.2，且C＝B。
優(yōu)選地，其化學(xué)成分中，La和Ta的重量百分比滿足以下關(guān)系式：2×La＝Ta+0.02。
優(yōu)選地，其化學(xué)成分中，Ti和Zr的重量百分比滿足以下關(guān)系式：0.08≤Ti+0.5×Zr≤0.11，且Ti＝0.5×Zr+0.03。
優(yōu)選地，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.23％、Si：1.3％、Mn：0.68％、Cr：3.87％、Zr：0.058％、Ni：1.2％、Mo：0.85％、V：0.57％、La：0.03％、Ta：0.04％、Ti：0.059％、B：0.23％、Sn：0.06％、Nb：0.07％、Rb：0.03％、S：0.002％、P：0.003％、Te：0.04％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼的制備方法，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耐腐蝕合金鋼。
優(yōu)選地，出爐冷卻至室溫后還包括電鍍鎳、電鍍鋅和電鍍鉻。
優(yōu)選地，在電鍍鎳的過程中，鍍槽溫度為70-80℃，所采用的鍍液其原料按重量份包括：硫酸鎳10-20份、醋酸鈉5-10份、碘化鉀0.01-0.05份、檸檬酸鈉2-5份、丁二酸3-8份；電鍍鎳的厚度為0.01-0.025μm；鍍液的PH值控制在8-10，電流密度為3-5A/dm2。
優(yōu)選地，在電鍍鋅的過程中，鍍槽溫度為50-55℃，游離酸濃度為3-5g/L、氫離子濃度為80-95g/L、鋅層厚度為50-65μm。
優(yōu)選地，在電鍍鉻的過程中，電流密度為55-65A/dm2，脈沖頻率為35-45次/min，電鍍溫度為45-50℃，脈沖占空比為45-55％。
本發(fā)明所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分中，加入了Nb，其具有阻礙動態(tài)再結(jié)晶的作用，同時復(fù)合添加了Ti、V、Mo和Ta，并合理調(diào)控了Nb、Ti、V、Mo和Ta的含量，從而使五者之間綜合作用最佳，進(jìn)一步阻礙了鋼的結(jié)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(wěn)定性，顯著提高了合金鋼的耐高溫性；加入了B，進(jìn)入基體后提高了基體的淬透性和淬硬性，并配合加入了Cr、Zr、Mo、C，同時合理控制了Cr、Zr、Mo、B、C的含量，使其滿足關(guān)系式Cr+3×Mo+10×Zr+10×B≥9.2，且C＝B，從而B與體系中的Cr、Fe和C反應(yīng)，生成了Fe2(B，C)和(Cr，F(xiàn)e)7(B，C)3相，改善了體系中硼碳化物的形態(tài)和分布，顯著提高了材料的硬度和耐磨性；加入了La和Ta，并控制了其在體系中的含量，使2×La＝Ta+0.02，通過各元素的合金化，達(dá)到了凈化和細(xì)化組織的目的，顯著改善了材料的高溫強(qiáng)度、耐磨性和耐高溫腐蝕性能；同時調(diào)控了Ti和Zr的含量，使其滿足關(guān)系式0.08≤Ti+0.5×Zr≤0.11，且Ti＝0.5×Zr+0.03，得到了非常細(xì)的氮化鈦或氮化鋯沉淀，顯著提高了合金鋼的硬度和強(qiáng)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(jù)合金鋼的化學(xué)成分，具體選擇了655-680℃進(jìn)行回火，使體系中形成了納米級細(xì)小的碳化物顆粒，析出強(qiáng)化作用明顯，使硬度達(dá)到最高峰。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
實施例1
本發(fā)明提出的一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.35％、Si：1.2％、Mn：1％、Cr：3％、Zr：0.1％、Ni：1％、Mo：1.2％、V：0.5％、La+Ta：0.13％、Ti：0.01％、B：0.25％、Sn：0.01％、Nb：0.1％、Rb：0.01％、S≤0.004％、P≤0.004％、Te：0.08％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼的制備方法，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耐腐蝕合金鋼。
實施例2
本發(fā)明提出的一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.2％、Si：1.8％、Mn：0.5％、Cr：6％、Zr：0.02％、Ni：1.5％、Mo：0.8％、V：0.8％、La+Ta：0.05％、Ti：0.1％、B：0.1％、Sn：0.1％、Nb：0.02％、Rb：0.05％、S≤0.004％、P≤0.004％、Te：0.01％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼的制備方法，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耐腐蝕合金鋼。
實施例3
本發(fā)明提出的一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.24％、Si：1.7％、Mn：0.6％、Cr：3.7％、Zr：0.06％、Ni：1.36％、Mo：1％、V：0.57％、La：0.04％、Ta：0.06％、Ti：0.06％、B：0.24％、Sn：0.026％、Nb：0.08％、Rb：0.02％、S≤0.004％、P≤0.004％、Te：0.06％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼的制備方法，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1260℃下保溫1.3h，然后在70℃的溫度下冷卻50min，然后在660℃真空回火3.2h，出爐冷卻至室溫，經(jīng)電鍍鎳、電鍍鋅和電鍍鉻后得到所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼；
其中，在電鍍鎳的過程中，鍍槽溫度為80℃，所采用的鍍液其原料按重量份包括：硫酸鎳10份、醋酸鈉10份、碘化鉀0.01份、檸檬酸鈉5份、丁二酸3份；電鍍鎳的厚度為0.025μm；鍍液的PH值控制在8，電流密度為5A/dm2；
在電鍍鋅的過程中，鍍槽溫度為50℃，游離酸濃度為5g/L、氫離子濃度為80g/L、鋅層厚度為65μm；
在電鍍鉻的過程中，電流密度為55A/dm2，脈沖頻率為45次/min，電鍍溫度為45℃，脈沖占空比為55％。
實施例4
本發(fā)明提出的一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.21％、Si：1.3％、Mn：0.9％、Cr：3.8％、Zr：0.08％、Ni：1.2％、Mo：1.1％、V：0.69％、La：0.03％、Ta：0.04％、Ti：0.07％、B：0.21％、Sn：0.076％、Nb：0.03％、Rb：0.04％、S≤0.004％、P≤0.004％、Te：0.02％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼的制備方法，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1320℃下保溫0.8h，然后在80℃的溫度下冷卻40min，然后在670℃真空回火2.7h，出爐冷卻至室溫，經(jīng)電鍍鎳、電鍍鋅和電鍍鉻后得到所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼；
其中，在電鍍鎳的過程中，鍍槽溫度為70℃，所采用的鍍液其原料按重量份包括：硫酸鎳20份、醋酸鈉5份、碘化鉀0.05份、檸檬酸鈉2份、丁二酸8份；電鍍鎳的厚度為0.01μm；鍍液的PH值控制在10，電流密度為3A/dm2；
在電鍍鋅的過程中，鍍槽溫度為55℃，游離酸濃度為3g/L、氫離子濃度為95g/L、鋅層厚度為50μm；
在電鍍鉻的過程中，電流密度為65A/dm2，脈沖頻率為35次/min，電鍍溫度為50℃，脈沖占空比為45％。
實施例5
本發(fā)明提出的一種溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼，其化學(xué)成分按重量百分比包括：C：0.23％、Si：1.3％、Mn：0.68％、Cr：3.87％、Zr：0.058％、Ni：1.2％、Mo：0.85％、V：0.57％、La：0.03％、Ta：0.04％、Ti：0.059％、B：0.23％、Sn：0.06％、Nb：0.07％、Rb：0.03％、S：0.002％、P：0.003％、Te：0.04％、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提出的一種所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼的制備方法，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1300℃下保溫1h，然后在75℃的溫度下冷卻45min，然后在670℃真空回火3h，出爐冷卻至室溫，經(jīng)電鍍鎳、電鍍鋅和電鍍鉻后得到所述溫度傳感器用耐高溫耐腐蝕合金鋼；
其中，在電鍍鎳的過程中，鍍槽溫度為76℃，所采用的鍍液其原料按重量份包括：硫酸鎳15份、醋酸鈉8份、碘化鉀0.03份、檸檬酸鈉3.2份、丁二酸5份；電鍍鎳的厚度為0.02μm；鍍液的PH值控制在9，電流密度為4A/dm2；
在電鍍鋅的過程中，鍍槽溫度為52℃，游離酸濃度為4g/L、氫離子濃度為90g/L、鋅層厚度為60μm；
在電鍍鉻的過程中，電流密度為60A/dm2，脈沖頻率為40次/min，電鍍溫度為48℃，脈沖占空比為50％。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。