CN106756534A - 一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢 - Google Patents

一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末形成的熔覆层；基体的化学成分按重量百分比包括：W：2‑3.8％、Mo：1‑2.5％、Mn：0.8‑2％、V：2‑2.8％、Ti：0.01‑0.1％、C：1.3‑2.8％、Cr：3‑6％、B：2‑4％、Al：0.1‑0.5％、Nb：0.05‑0.15％、La+Ta：0.05‑0.13％、Ni：0.1‑0.25％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：3.8‑5.5％、Ti：7.5‑8.8％、V：5.6‑7.3％、C：5‑6％、Mo：0.5‑1.5％、B：0.5‑1.2％、其余为铁。

Description

一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢
技术领域
本发明涉及传感器材料技术领域，尤其涉及一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢。
背景技术
合金钢目前已被广泛应用于传感器、钢管等领域；在温度传感器的使用中，其经常被用来制作传感器的保护管，但是在某些高温场合，例如测量一次风煤粉混合温度、磨煤机的冷渣器和烟气进出口温度等测点的温度传感器，由于同时受到硫化物的强力腐蚀，内部冲刷极其厉害，在运行过程中现有的合金钢保护管极易损坏，导致温度传感器的使用寿命短，一旦发生温度失控，将造成无法估计的环境污染及经济损失。因此，开发一种具有优异的耐腐蚀性的合金钢是目前亟待解决的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其硬度高，耐高温性和耐腐蚀性能优异，用于温度传感器中，能延长温度传感器的使用寿命。
本发明提出的一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2-3.8％、Mo：1-2.5％、Mn：0.8-2％、V：2-2.8％、Ti：0.01-0.1％、C：1.3-2.8％、Cr：3-6％、B：2-4％、Al：0.1-0.5％、Nb：0.05-0.15％、La+Ta：0.05-0.13％、Ni：0.1-0.25％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：3.8-5.5％、Ti：7.5-8.8％、V：5.6-7.3％、C：5-6％、Mo：0.5-1.5％、B：0.5-1.2％、其余为铁。
优选地，所述基体的化学成分中，Nb、V、Ti的重量百分比满足以下关系式：V≤15×Nb+15×Ti+0.3。
优选地，所述基体的化学成分中，Cr、B、C的重量百分比满足以下关系式：Cr≥2.3×B，且C＝B。
优选地，所述基体的化学成分中，La和Ta的重量百分比满足以下关系式：2×La＝Ta+0.03。
优选地，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2.6％、Mo：1.3％、Mn：1.7％、V：2.2％、Ti：0.07％、C：2.6％、Cr：6％、B：2.6％、Al：0.35％、Nb：0.09％、La:0.05％、Ta：0.07％、Ni：0.2％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁。
优选地，所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：4.2％、Ti：8.3％、V：5.9％、C：5.7％、Mo：1.3％、B：1％、其余为铁。
本发明所述温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其化学成分中，加入了Nb，其具有阻碍动态再结晶的作用，同时复合添加了Ti和V，并合理调控了Nb、V和Ti的含量，使三者的含量满足关系式：V≤15×Nb+15×Ti+0.3，从而使三者之间综合作用最佳，进一步阻碍了钢的结晶过程，同时使得析出相中V具有更高的热稳定性，显著提高了合金钢的耐高温性；加入了B，进入基体后提高了基体的淬透性和淬硬性，并配合加入了Cr和C，同时合理控制了Cr、B、C的含量，使Cr、B、C的含量满足Cr≥2.3×B，且C＝B，从而使B与体系中的Cr、Fe和C反应，生成了Fe2(B，C)和(Cr，Fe)7(B，C)3相，改善了体系中硼碳化物的形态和分布，显著提高了材料的硬度和耐磨性；同时加入了Al、Nb、La、Ta，并控制了其在体系中的含量，通过各元素的合金化，达到了净化和细化组织的目的，显著改善了材料的高温强度、耐磨性和耐高温腐蚀性能；熔覆粉末的化学成分包括Cr、Ti、V、C、Mo和B，在熔覆的过程中，熔覆层中形成了TiC、VC、TiVC2以及Cr3C2，提高了熔覆层的硬度和耐磨性，体系中残余奥氏体的含量增加，同时提高了熔覆层的自腐蚀电位，显著提高了熔覆层的耐腐蚀性，改善了合金钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：3.8％、Mo：1％、Mn：2％、V：2％、Ti：0.1％、C：1.3％、Cr：6％、B：2％、Al：0.5％、Nb：0.05％、La+Ta：0.13％、Ni：0.1％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：3.8％、Ti：8.8％、V：5.6％、C：6％、Mo：0.5％、B：1.2％、其余为铁。
实施例2
本发明提出的一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2％、Mo：2.5％、Mn：0.8％、V：2.8％、Ti：0.01％、C：2.8％、Cr：3％、B：4％、Al：0.1％、Nb：0.15％、La+Ta：0.05％、Ni：0.25％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：5.5％、Ti：7.5％、V：7.3％、C：5％、Mo：1.5％、B：0.5％、其余为铁。
实施例3
本发明提出的一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：3.1％、Mo：1.4％、Mn：1.7％、V：2.2％、Ti：0.06％、C：2.3％、Cr：5.5％、B：2.3％、Al：0.12％、Nb：0.07％、La:0.033％、Ta：0.036％、Ni：0.21％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：4.2％、Ti：8.3％、V：6.1％、C：5.8％、Mo：0.7％、B：1％、其余为铁。
实施例4
本发明提出的一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2.6％、Mo：2.3％、Mn：1％、V：2.25％、Ti：0.02％、C：2.1％、Cr：5％、B：2.1％、Al：0.47％、Nb：0.11％、La：0.047％、Ta：0.064％、Ni：0.13％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：5.1％、Ti：7.7％、V：7％、C：5.2％、Mo：1.3％、B：0.8％、其余为铁。
实施例5
本发明提出的一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2.6％、Mo：1.3％、Mn：1.7％、V：2.2％、Ti：0.07％、C：2.6％、Cr：6％、B：2.6％、Al：0.35％、Nb：0.09％、La:0.05％、Ta：0.07％、Ni：0.2％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：4.2％、Ti：8.3％、V：5.9％、C：5.7％、Mo：1.3％、B：1％、其余为铁。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其特征在于，包括基体和熔覆粉末在基体表面形成的熔覆层；
其中，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2-3.8％、Mo：1-2.5％、Mn：0.8-2％、V：2-2.8％、Ti：0.01-0.1％、C：1.3-2.8％、Cr：3-6％、B：2-4％、Al：0.1-0.5％、Nb：0.05-0.15％、La+Ta：0.05-0.13％、Ni：0.1-0.25％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁；
所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：3.8-5.5％、Ti：7.5-8.8％、V：5.6-7.3％、C：5-6％、Mo：0.5-1.5％、B：0.5-1.2％、其余为铁。
2.根据权利要求1所述温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其特征在于，所述基体的化学成分中，Nb、V、Ti的重量百分比满足以下关系式：V≤15×Nb+15×Ti+0.3。
3.根据权利要求1或2所述温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其特征在于，所述基体的化学成分中，Cr、B、C的重量百分比满足以下关系式：Cr≥2.3×B，且C＝B。
4.根据权利要求1-3中任一项所述温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其特征在于，所述基体的化学成分中，La和Ta的重量百分比满足以下关系式：2×La＝Ta+0.03。
5.根据权利要求1-4中任一项所述温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其特征在于，所述基体的化学成分按重量百分比包括：W：2.6％、Mo：1.3％、Mn：1.7％、V：2.2％、Ti：0.07％、C：2.6％、Cr：6％、B：2.6％、Al：0.35％、Nb：0.09％、La:0.05％、Ta：0.07％、Ni：0.2％、P≤0.025％、S≤0.01％、余量为铁。
6.根据权利要求1-5中任一项所述温度传感器用高硬度耐腐蚀合金钢，其特征在于，所述熔覆粉末的化学成分按重量百分比包括：Cr：4.2％、Ti：8.3％、V：5.9％、C：5.7％、Mo：1.3％、B：1％、其余为铁。
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