Aliajul rezistent la căldură, cunoscut și sub numele de superaliaj, este de mare importanță pentru departamentele industriale și domeniile tehnologice de aplicare în condiții de temperatură ridicată.
În general, cu cât este mai mare punctul de topire al materialelor metalice, cu atât limita de temperatură care poate fi utilizată este mai mare. Acest lucru se datorează faptului că odată cu creșterea temperaturii, proprietățile mecanice ale materialelor metalice scad semnificativ, iar tendința de coroziune prin oxidare crește în consecință. Prin urmare, materialele metalice generale pot funcționa doar la 500 de grade ~ 600 de grade pentru o lungă perioadă de timp. Metalul care poate lucra la o temperatură ridicată mai mare de 700 de grade se numește în general aliaj rezistent la căldură. „Rezistența la căldură” înseamnă că poate menține o rezistență suficientă și o rezistență bună la oxidare la temperaturi ridicate.
Există două moduri de a îmbunătăți rezistența la oxidare a oțelului: una este să adăugați Cr, Si, Al și alte elemente de aliere în oțel sau să efectuați un tratament de aliere cu Cr, Si, Al pe suprafața oțelului. Ele pot forma rapid o peliculă densă de oxid în atmosfera oxidantă și se pot atașa ferm de suprafața oțelului, prevenind astfel în mod eficient continuarea oxidării. Celălalt este de a forma oxid cu punct de topire ridicat, carbură, nitrură și alte acoperiri rezistente la temperaturi înalte pe suprafața oțelului prin diferite metode.
Există multe modalități de a îmbunătăți rezistența la temperaturi ridicate a oțelului. Din punct de vedere chimic al structurii și proprietății, există aproximativ două metode principale:
Unul este de a crește forța de legătură între atomi din oțel la temperaturi ridicate. Se subliniază că puterea legăturii în metale este legată în principal de numărul de electroni nepereche din atomi. Din tabelul periodic, legătura metalică a elementului VI B este cea mai puternică din aceeași perioadă. Prin urmare, adăugarea atomilor de Cr, Mo, W în oțel are cel mai bun efect.
Celălalt este adăugarea de elemente care pot forma diferite carburi sau compuși intermetalici pentru a întări matricea de oțel. Carburele generate dintr-un număr de metale de tranziție și atomi de carbon aparțin compușilor interstițiali. Ele adaugă componente de legătură covalentă pe baza legăturilor metalice, astfel încât au duritate mare și punct de topire ridicat. De exemplu, adăugarea de W, Mo, V, Nb poate genera WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC și alte carburi, crescând astfel rezistența la temperaturi ridicate a oțelului.
Pe lângă aliajele rezistente la căldură pe bază de fier, pe bază de nichel, pe bază de molibden, pe bază de niobiu și pe bază de wolfram pot fi, de asemenea, preparate prin metoda aliajelor. Au proprietăți mecanice bune și stabilitate chimică la temperaturi ridicate. Printre acestea, aliajul pe bază de nichel este cel mai bun material metalic super rezistent la căldură, iar matricea din structură este Ni? Cr? Soluția solidă de compus metalic Co și Ni3Al poate fi utilizată la 1000 grade ~ 1100 grade după tratament.
