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耐腐蚀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性和耐腐蚀性的合金钢是目前亟待解决的问题。
技术实现要素：
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耐腐蚀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耐腐蚀合金钢，其化学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％、余量为铁及不可避免的杂质。
优选地，其化学成分中，Cr、Zr、Mo、B、C的重量百分比满足以下关系式：Cr+3×Mo+10×Zr+10×B≥9.2，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，且Ti＝0.5×Zr+0.03。
优选地，其化学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耐腐蚀合金钢的制备方法，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耐腐蚀合金钢。
优选地，出炉冷却至室温后还包括电镀镍、电镀锌和电镀铬。
优选地，在电镀镍的过程中，镀槽温度为70-80℃，所采用的镀液其原料按重量份包括：硫酸镍10-20份、醋酸钠5-10份、碘化钾0.01-0.05份、柠檬酸钠2-5份、丁二酸3-8份；电镀镍的厚度为0.01-0.025μm；镀液的PH值控制在8-10，电流密度为3-5A/dm2。
优选地，在电镀锌的过程中，镀槽温度为50-55℃，游离酸浓度为3-5g/L、氢离子浓度为80-95g/L、锌层厚度为50-65μm。
优选地，在电镀铬的过程中，电流密度为55-65A/dm2，脉冲频率为35-45次/min，电镀温度为45-50℃，脉冲占空比为45-55％。
本发明所述温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢，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、V、Mo和Ta，并合理调控了Nb、Ti、V、Mo和Ta的含量，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、Zr、Mo、C，同时合理控制了Cr、Zr、Mo、B、C的含量，使其满足关系式Cr+3×Mo+10×Zr+10×B≥9.2，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La和Ta，并控制了其在体系中的含量，使2×La＝Ta+0.02，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，且Ti＝0.5×Zr+0.03，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。
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耐腐蚀合金钢，其化学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耐腐蚀合金钢的制备方法，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耐腐蚀合金钢。
实施例2
本发明提出的一种温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢，其化学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耐腐蚀合金钢的制备方法，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耐腐蚀合金钢。
实施例3
本发明提出的一种温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢，其化学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耐腐蚀合金钢的制备方法，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1260℃下保温1.3h，然后在70℃的温度下冷却50min，然后在660℃真空回火3.2h，出炉冷却至室温，经电镀镍、电镀锌和电镀铬后得到所述温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢；
其中，在电镀镍的过程中，镀槽温度为80℃，所采用的镀液其原料按重量份包括：硫酸镍10份、醋酸钠10份、碘化钾0.01份、柠檬酸钠5份、丁二酸3份；电镀镍的厚度为0.025μm；镀液的PH值控制在8，电流密度为5A/dm2；
在电镀锌的过程中，镀槽温度为50℃，游离酸浓度为5g/L、氢离子浓度为80g/L、锌层厚度为65μm；
在电镀铬的过程中，电流密度为55A/dm2，脉冲频率为45次/min，电镀温度为45℃，脉冲占空比为55％。
实施例4
本发明提出的一种温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢，其化学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耐腐蚀合金钢的制备方法，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1320℃下保温0.8h，然后在80℃的温度下冷却40min，然后在670℃真空回火2.7h，出炉冷却至室温，经电镀镍、电镀锌和电镀铬后得到所述温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢；
其中，在电镀镍的过程中，镀槽温度为70℃，所采用的镀液其原料按重量份包括：硫酸镍20份、醋酸钠5份、碘化钾0.05份、柠檬酸钠2份、丁二酸8份；电镀镍的厚度为0.01μm；镀液的PH值控制在10，电流密度为3A/dm2；
在电镀锌的过程中，镀槽温度为55℃，游离酸浓度为3g/L、氢离子浓度为95g/L、锌层厚度为50μm；
在电镀铬的过程中，电流密度为65A/dm2，脉冲频率为35次/min，电镀温度为50℃，脉冲占空比为45％。
实施例5
本发明提出的一种温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢，其化学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耐腐蚀合金钢的制备方法，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1h，然后在75℃的温度下冷却45min，然后在670℃真空回火3h，出炉冷却至室温，经电镀镍、电镀锌和电镀铬后得到所述温度传感器用耐高温耐腐蚀合金钢；
其中，在电镀镍的过程中，镀槽温度为76℃，所采用的镀液其原料按重量份包括：硫酸镍15份、醋酸钠8份、碘化钾0.03份、柠檬酸钠3.2份、丁二酸5份；电镀镍的厚度为0.02μm；镀液的PH值控制在9，电流密度为4A/dm2；
在电镀锌的过程中，镀槽温度为52℃，游离酸浓度为4g/L、氢离子浓度为90g/L、锌层厚度为60μm；
在电镀铬的过程中，电流密度为60A/dm2，脉冲频率为40次/min，电镀温度为48℃，脉冲占空比为50％。
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。