CN104762531A - 一种铠装热电偶电缆用的钴基合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铠装热电偶电缆用钴基合金，其中钴基合金的成分质量百分比为C 0～0.0042％、Cr 22％～25％、Nb 0.3％～0.8％、Co0.2％～0.5％、Mo 0.1％～0.3％、Fe 0.2％～0.8％、Mg 0.01％～0.02％、Si1％～1.5％、P 0～0.02％、S 0～0.01％，余下为Ni的含量。这种钴基合金在保证塑性条件下方便了铠装热电偶电缆的加工，可用于高温环境，解决了实际运用中许多技术缺陷和使用限制，并延长了铠装热电偶的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于合金技术领域，具体是涉及一种铠装热电偶电缆用钴基合金。
背景技术
温度传感器之一铠装热电偶产品是用铠装热电偶电缆拉制而成。其中铠装热电偶电缆是绝缘物、热电偶丝和外保护管套(金属管套)多次压制而成的具有可挠性的坚实组合体，其具有体积小、感温灵敏度高、耐压、耐震、防腐蚀、可自由弯曲等特点，因此，其对微小的温度变化都能作出快速反应，特别是露端型，最快反应速度可达0.01S，其可挠性好，安装使用方便，更是普通装配热电偶无法代替的。主要用于高温、抗氧化、抗腐蚀的场合，广泛用于冶金、石油、航空、造船及国防科研单位。
高温抗氧化、抗腐蚀材料的研究，一直是国际上研究的主要课题，热电偶方面用于装配保护管的材料已经有不少规格、型号，但用于铠装热电偶外保护管材料由于其加工的特殊性—拉制，很多材料由于塑性不足而不能满足其性能要求。目前，在实际应用中，铠装热电偶用于高温部分的外保护管材料主要是镍基合金材料，如GH3039、INCONELL600等，但这种材料在高温下使用存在塑性差、抗腐蚀性能降低，影响热电偶的稳定性，在实际应用中具有一定的局限性。而 钴基合金因其组织成分的特殊性，使其具备耐磨损、耐腐蚀和高低温氧化的性能，因而成为在中温和高温条件下综合性能最理想材料。但现有的钴基合金却不能满足铠装热电偶电缆在950℃以上的高温的使用需求，因为现有的钴基合金在高温环境下易形成CoO·CoCr2O4鱼鳞状物，这种鱼鳞状物与基体结合差，且高温下易熔融；且合金在950℃以上长期使用易形成针状和片状TCP-σ和片状(CrFe)2N相，会严重降低了合金的强度和塑性，不能制作铠装热电偶深加工产品，限制了其适用范围。为了进一步发挥钴基合金的作用，本公司经过几年的研究和实验，设计改进了现有钴基合金材料，提高了其使用上限温度，改善了其在高温下低塑性及易氧化的特性，使其满足铠装热电偶外保护金属管套的加工工艺要求，并达到使铠装热电偶能在高温下使用的具备稳定性的要求。
发明内容
本发明的目的通过设计改进了现有钴基合金材料，使其满足铠装热电偶外保护材料的加工工艺性能要求，并能应用于高温环境下。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种铠装热电偶电缆用钴基合金，其特征在于其中钴基合金的成分质量百分比为
上述铠装热电偶电缆有两种型号，N型铠装热电偶电缆和K型铠装热电偶电缆，其中N型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬硅—镍硅镁，K型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬—镍硅(或镍铝)。
上述铠装热电偶电缆的外径为Φ0.5～Φ12.7mm。
上述铠装热电偶电缆制备工艺为将铠装热电偶丝和钴基合金制备的金属管套清洗干净，把热电偶丝的正极和负极穿入绝缘体材料中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺处理制备而成。
本发明具备的优点：
本发明的钴基合金在高温下会在合金表面形成Cr2O3为主的致密氧化物，代替了疏松的CoO·CoCrO4氧化膜，改善了含钴合金组织的抗氧化性、稳定性和延塑性；另外，因为含钴合金强度高，耐腐蚀好，抗氧化能力强，抗热冲击性能好，大大提高了铠装热电偶的稳定性，特别是高温状态下的稳定性。本发明制备的铠装热电偶电缆制备 的铠装热电偶其使用温度提高到1100～1200℃左右，并在此温度下形成Cr2O3为主的致密氧化物，热稳定性能<2.0℃/250h，工作耐频电压500VAC/min不击穿，并且其塑性可保证其加工制备出的热电偶用于测温孔径小于Φ2mm，测温位置长于50m的测试环境，解决了实际运用中许多技术缺陷和使用限制，并延长了铠装热电偶的使用寿命。
附图说明
附图1为本发明一种铠装热电偶电缆用的钴基合金中铠装热电偶电缆的横截面结构示意图。
具体实施方式
实施例1 在本发明中，将N型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝：镍铬硅—镍硅镁和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶电缆外径为Φ12.7mm，使用温度1100℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<1.0℃/250h，工作耐频电压500VAC/min，不击穿。
实施例2 在本发明中，将K型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬—镍铝和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶 电缆外径为Φ0.5mm，使用温度1200℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<2.0℃/250h，工作耐频电压500VAC/min，不击穿。
实施例3 在本发明中，将K型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬—镍硅和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶电缆外径为Φ1.5mm，使用温度1150℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<1.5℃/250h，工作耐频电压500VAC/min，不击穿。
实施例4 在本发明中，将N型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝：镍铬硅—镍硅镁和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶电缆外径为Φ12.5mm，使用温度1190℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<1.5℃/250h，工作耐频电压500VAC/min，不击穿。
实施例5 在本发明中，将N型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝：镍铬硅—镍硅镁和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶电缆外径为Φ8mm，使用温度1120℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<1.0℃/250h，工作耐频电压500VAC/min不击穿。
实施例6 在本发明中，将K型铠装热电偶电缆的正负极热电 偶丝为镍铬—镍铝和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶电缆外径为Φ10.5mm，使用温度1170℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<2.0℃/250h，工作耐频电压500VAC/min不击穿。
实施例7 在本发明中，将K型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬—镍硅和钴基合金制备的金属管套4清洗干净，把热电偶丝的正极1和负极2穿入绝缘体材料3中，然后穿入钴基合金金属管套内，经过拉制、缩径、热处理工艺，制备而成。制备的铠装热电偶电缆外径为Φ8.5mm，使用温度1110℃，经测试在此温度下铠装热电偶的热稳定性能<1.2℃/250h，工作耐频电压500VAC/min不击穿。
实施例1-7中钴基合金的成分及质量百分含量见下表
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干 改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种铠装热电偶电缆用钴基合金，其特征在于,钴基合金的成分及质量百分比为
2.根据权利要求1所述的一种铠装热电偶电缆用钴基合金，其特征在于,所述的铠装热电偶电缆有两种型号，N型铠装热电偶电缆和K型铠装热电偶电缆，其中N型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬硅—镍硅镁，K型铠装热电偶电缆的正负极热电偶丝为镍铬—镍硅(或镍铝)。
3.根据权利要求1或2所述的一种铠装热电偶电缆用钴基合金，其特征在于,所述铠装热电偶电缆的外径为Φ12.7～Φ0.5mm。
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| CN201510102683.6A CN104762531A (zh) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | 一种铠装热电偶电缆用的钴基合金 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105806504A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-07-27 | 宁波艾克威特智能科技有限公司 | 一种耐高温廉金属铠装热电偶及其制作方法 |
| CN108022677A (zh) * | 2017-12-02 | 2018-05-11 | 安徽天康(集团)股份有限公司 | 核电厂安全壳内1e级k1类核测量系统矿物质绝缘电缆 |
| CN109652678A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-19 | 绍兴市上虞神舟仪表有限公司 | 一种铠装热电偶保护管材料 |
| CN111799013A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-20 | 昆山安胜达微波科技有限公司 | 一种柔性高精度n型热电偶传感器线缆 |
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2015
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150708 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |