华宁热电偶保护材质的选用
热电偶采用保护套管主要有两种用途，一是防止遭受机械损坏，二是在热电偶及其周围之间插入一个屏蔽套，这样可使热电偶尽可能保持在接近其佳的气氛中。因此，根据特定的使用环境选用合适的热电偶保护套管对于延长热电极的使用寿命以及提高测温的准确度是相当重要的。
新材料涂层技术在热电偶保护套管上有着极其广泛的应用前景。其特点是可以将两种不同的材料进行组合，充分发挥基体和涂层的特性，有效的满足实际需要。因此国际上在这方面的研究较为活跃，在提高材料的耐磨性方面的应用有激光熔敷金属陶瓷、梯度功能陶瓷涂层等等。 在一般的耐磨涂层技术中，大多使用的是WC+金属的材料体系。但是由于锅炉的使用温度高，WC在该温度下会分解，WC的使用温度不能超过550℃，因此在锅炉耐磨涂层中不能使用WC体系。目前国际上大多使用的是Cr3C2+NiCr的涂层体系。该体系使用效果较好，但是成本较高。 值得注意的是，在热电偶领域的实际应用中，本课题组采用新材料+新工艺制备出了金属间化合物涂层热电偶保护套管。金属间化合物是介于金属与陶瓷之间的高熔点结构材料，因而使该热电偶保护套管具有了全新的性能。一是具有了的耐蚀性能，抗氧化性能好，特别是抗硫化氢的能力；二是具有了的耐磨性能，涂层具有了金属间化合物的高温高硬度的特点，所以耐磨；三是具有了的耐热性能，目前镍基变形高温合金使用温度达950~1000℃，而镍基铸造高温合金的使用温度达1050~1100℃，已达材料熔点的0.8左右，如果 Ni-Al的使用温度也考虑在0.8，其使用温度可达1250℃左右，可比现有的高温合金提高150~200℃，达到国内，国际水平。四是可以用普通材质代替材料，比如可以用1Cr18Ni9Ti+表面金属间化合物涂层的方法来代替价格昂贵的耐热高温合金，不但成本低，而且其性能大大超过了价格昂贵的高温合金等；五在性能的前提下，成本低廉。对于一些用于高温耐磨环境的热电偶保护套管，采用该金属间化合物涂层技术制取的热电偶在沸腾炉、循环流化床锅炉、水泥回转窑窑尾烟室、球磨机、风扇磨、磨煤机等出口及管道测温的地方使用均获得了满意的效果。
经过30余年的研究与应用，国外耐磨材料的研究与应用已趋于稳定，发达国家已有自己的系列产品和国家标准。 在非金属材料中，陶瓷的耐磨性能较为，然而，这类材料脆性较大，抗热震性能不足，且其导热性能相对较差一些，为了提高热敏感性，管壁又不能做的太厚。因此用这类材料做成的热电偶保护套管在循环硫化床中应用效果不是很好。目前，国内外在陶瓷材料领域的应用研究趋势大多为发展金属与陶瓷的复合材料，既金属陶瓷材料，或采用表面涂层技术，将其用作涂层材料。
金属耐磨材料的发展，经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁几个阶段。目前发展成为耐磨铸铁、耐磨钢和耐磨合金三大类。耐磨钢和耐磨合金虽然各有其特点，但从成本、抗磨性方面远不如白口铸铁，因此，后者应用较为广泛，尤其是合金白口铸铁，其寿命均比普通白口铸铁提高几倍，甚至几十倍。其铬系白口铸铁，通过调整铬含量和碳含量，可大幅度提高它的综合性能。
人们常说的高铬铸铁实际上是高铬钼白口铸铁，从含碳量可分为Cr15和Cr20两类，前者用于承受一般的冲击磨损，后者用于高冲击磨损及厚度较大的耐磨件。含铬量为30%的高铬铸铁则用于耐热、耐磨或耐蚀的工件。 高铬铸铁作为常温下的抗磨料磨损材料已得到了日益广泛的应用，但在高温磨损工况下，材料的服役条件比常温磨损更为恶劣，材料服役过程中不仅受到磨料磨损作用产生损伤，还有高温气体对材料的氧化腐蚀。以往在高温磨损工况下使用的材料(如CrMnN钢)，只注重其抗氧化腐蚀性能，而在选材时要求碳含量很低，其结果是材料的抗磨性造成损失。因此，研究高温抗磨材料，就对材料综合考虑，才可能正确设计和选择所使用的材料。高铬铸铁凝固时形成(Cr, Fe)7C3 型碳化物，这种碳化物的硬度高(1500～1800HV)，远(Cr,Fe)3C型碳化物的硬度 ( 840～1100 HV)，这是高铬铸铁具有高耐磨性的主要原因。高铬铸铁的共晶结构与一般铸铁中的莱氏体相反，共晶碳化物为不连续相，以分散的单体存在于奥氏体中，而共晶奥氏体则为连续体。这种特殊结构相当于在一定基体上嵌入高硬度的颗粒，大大减弱了高硬度相的脆化作用，因此高铬铸铁具有较好的韧性。高铬铸铁中的铬一部分进入碳化物，另一部分进入基体，从而提高了基体的抗氧化能力。[9 10] 从高铬铸铁的组织特点中可以看出，将其用作耐磨用热电偶保护套管材料是完全可行的，如何调整成分使其达到佳的耐磨抗蚀效果还需要进一步的研究和实验。
热电偶
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