一种温度传感器用耐高温合金钢及其制备方法技术领域
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耐高温合金钢及其
制备方法。
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，开发一种具有耐高
温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耐高温合金钢及
其制备方法，所述制备方法过程简单，工艺合理，得到的合金钢强度高，耐高温性能优异，耐
腐蚀性好，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耐高温合金钢，其化学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％、余量为铁及不可避免的杂质。
优选地，其化学成分中，Nb、V、Ti、Mo、Ta的重量百分比满足以下关系式：1.4≤V+
0.5×Nb+0.25×Ta+Ti+Mo≤1.9。
优选地，其化学成分中，Cr、B、C的重量百分比满足以下关系式：4.8≥Cr≥13×B+
1.3，且C＝B。
优选地，其化学成分中，La和Ta的重量百分比满足以下关系式：2×La＝Ta+0.02。
优选地，其化学成分中，Ti和Zr的重量百分比满足以下关系式：0.08≤Ti+0.5×Zr
≤0.11。
优选地，其化学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％、余量为铁及
不可避免的杂质。
本发明提出的一种所述温度传感器用耐高温合金钢的制备方法，包括以下步骤：
将各原料加入电炉中熔化得到钢水，浇注后得到钢坯，将钢坯在1250-1350℃下保温0.5-
1.5h，然后在60-85℃的温度下冷却35-55min，然后在655-680℃真空回火2-3.5h，出炉冷却
至室温得到所述温度传感器用耐高温合金钢。
本发明所述温度传感器用耐高温合金钢，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、V、Mo和Ta，并合理调控了Nb、Ti、V、Mo和Ta的含量，使
五者的含量满足关系式：1.4≤V+0.5×Nb+0.25×Ta+Ti+Mo≤1.9，从而使五者之间综合作
用最佳，进一步阻碍了钢的结晶过程，显著提高了合金钢的硬度和耐磨性，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，4.8≥Cr≥13×B+
1.3，且C＝B，从而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；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；同时调控了Ti和Zr的含量，使其满足关系式
0.08≤Ti+0.5×Zr≤0.11，得到了非常细的氮化钛或氮化锆沉淀，显著提高了合金钢的硬
度和强度；所述制备方法中，其过程简单，在60-85℃冷却后，形成了具有高位错密度的马氏
体组织，根据合金钢的化学成分，具体选择了655-680℃进行回火，使体系中形成了纳米级
细小的碳化物颗粒，析出强化作用明显，使硬度达到最高峰。
对本发明所述温度传感器用耐高温合金钢进行性能检测，其硬度为68-72HRC，抗
拉强度为800-850MPa，冲击韧性为17-19J/cm2，在500℃下的抗高温磨蚀性能性能优于高铬
铸铁，比高铬铸铁(Cr20Mo2Cu1)提高37％以上。
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耐高温合金钢，其化学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％、余量为铁及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种所述温度传感器用耐高温合金钢的制备方法，包括以下步
骤：将各原料加入电炉中熔化得到钢水，浇注后得到钢坯，将钢坯在1350℃下保温0.5h，然
后在85℃的温度下冷却35min，然后在680℃真空回火2h，出炉冷却至室温得到所述温度传
感器用耐高温合金钢。
实施例2
本发明提出的一种温度传感器用耐高温合金钢，其化学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％、余量为铁及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种所述温度传感器用耐高温合金钢的制备方法，包括以下步
骤：将各原料加入电炉中熔化得到钢水，浇注后得到钢坯，将钢坯在1250℃下保温1.5h，然
后在60℃的温度下冷却55min，然后在655℃真空回火3.5h，出炉冷却至室温得到所述温度
传感器用耐高温合金钢。
实施例3
本发明提出的一种温度传感器用耐高温合金钢，其化学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％、余量为铁及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种所述温度传感器用耐高温合金钢的制备方法，包括以下步
骤：将各原料加入电炉中熔化得到钢水，浇注后得到钢坯，将钢坯在1265℃下保温1.3h，然
后在66℃的温度下冷却48min，然后在660℃真空回火3.2h，出炉冷却至室温得到所述温度
传感器用耐高温合金钢。
实施例4
本发明提出的一种温度传感器用耐高温合金钢，其化学成分按重量百分比包括：
W/2：1.55％、Mo：1.35％、Ni：1.06％、Mn：0.89％、V：0.36％、Ti：0.07％、C：0.14％、Si：
0.21％、Cr：3.6％、B：0.14％、Al：0.19％、Nb：0.07％、La：0.03％、Ta：0.04％、S：0.006％、P：
0.006％、Te：0.07％、Zr：0.05％、余量为铁及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种所述温度传感器用耐高温合金钢的制备方法，包括以下步
骤：将各原料加入电炉中熔化得到钢水，浇注后得到钢坯，将钢坯在1335℃下保温0.7h，然
后在82℃的温度下冷却40min，然后在670℃真空回火2.6h，出炉冷却至室温得到所述温度
传感器用耐高温合金钢。
实施例5
本发明提出的一种温度传感器用耐高温合金钢，其化学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％、余量为铁及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种所述温度传感器用耐高温合金钢的制备方法，包括以下步
骤：将各原料加入电炉中熔化得到钢水，浇注后得到钢坯，将钢坯在1300℃下保温1.2h，然
后在70℃的温度下冷却50min，然后在670℃真空回火2.7h，出炉冷却至室温得到所述温度
传感器用耐高温合金钢。
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。