Värmebeständig legering, även känd som superlegering, är av stor betydelse för industriavdelningar och applikationsteknikområden under höga temperaturer.
Generellt sett gäller att ju högre smältpunkt metallmaterial har, desto högre temperaturgräns som kan användas. Detta beror på att med temperaturökningen minskar de mekaniska egenskaperna hos metallmaterial avsevärt, och trenden med oxidationskorrosion ökar i enlighet därmed. Därför kan allmänna metallmaterial endast arbeta vid 500 grader ~ 600 grader under lång tid. Metallen som kan arbeta vid en hög temperatur högre än 700 grader kallas allmänt för värmebeständig legering. "Värmebeständighet" betyder att den kan bibehålla tillräcklig styrka och god oxidationsbeständighet under hög temperatur.
Det finns två sätt att förbättra stålets oxidationsbeständighet: ett är att lägga till Cr, Si, Al och andra legeringselement i stålet, eller att utföra Cr, Si, Al-legeringsbehandling på stålets yta. De kan snabbt bilda en tät oxidfilm i den oxiderande atmosfären och fästa ordentligt på stålytan, vilket effektivt förhindrar att oxidationen fortsätter. Den andra är att bilda oxid, karbid, nitrid och andra högtemperaturbeständiga beläggningar med hög smältpunkt på stålytan med olika metoder.
Det finns många sätt att förbättra stålets högtemperaturhållfasthet. Ur kemisk synvinkel av struktur och egendom finns det ungefär två huvudmetoder:
En är att öka bindningskraften mellan atomer i stål vid höga temperaturer. Det påpekas att bindningsstyrkan i metaller främst är relaterad till antalet oparade elektroner i atomer. Från det periodiska systemet är metallbindningen av element VI B den starkaste under samma period. Därför har tillsats av Cr, Mo, W-atomer i stålet den bästa effekten.
Den andra är att lägga till grundämnen som kan bilda olika karbider eller intermetalliska föreningar för att stärka stålmatrisen. Karbider som genereras från ett antal övergångsmetaller och kolatomer tillhör interstitiella föreningar. De tillsätter kovalenta bindningskomponenter på basis av metallbindningar, så de har stor hårdhet och hög smältpunkt. Till exempel kan tillsats av W, Mo, V, Nb generera WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC och andra karbider, vilket ökar stålets högtemperaturhållfasthet.
Förutom järnbaserade värmebeständiga legeringar kan nickelbaserade, molybdenbaserade, niobbaserade och volframbaserade värmebeständiga legeringar också framställas med legeringsmetoden. De har goda mekaniska egenskaper och kemisk stabilitet vid höga temperaturer. Bland dem är nickelbaserad legering det bästa supervärmebeständiga metallmaterialet, och matrisen i strukturen är Ni? Cr? Den fasta lösningen av Co och Ni3Al metallförening kan användas vid 1000 grader ~ 1100 grader efter behandling.
