La lega resistente al calore, nota anche come superlega, è di grande importanza per i reparti industriali e i campi della tecnologia applicativa in condizioni di alta temperatura.
In generale, maggiore è il punto di fusione dei materiali metallici, maggiore è il limite di temperatura che può essere utilizzato. Questo perché con l'aumentare della temperatura, le proprietà meccaniche dei materiali metallici diminuiscono sensibilmente, e di conseguenza aumenta l'andamento della corrosione da ossidazione. Pertanto, i materiali metallici generici possono funzionare solo a 500 gradi ~ 600 gradi per lungo tempo. Il metallo che può lavorare ad una temperatura elevata superiore a 700 gradi è generalmente chiamato lega resistente al calore. "Resistenza al calore" significa che può mantenere una forza sufficiente e una buona resistenza all'ossidazione ad alta temperatura.
Esistono due modi per migliorare la resistenza all'ossidazione dell'acciaio: uno consiste nell'aggiungere Cr, Si, Al e altri elementi di lega nell'acciaio, oppure eseguire un trattamento di lega Cr, Si, Al sulla superficie dell'acciaio. Possono formare rapidamente un denso film di ossido nell'atmosfera ossidante e fissarsi saldamente alla superficie dell'acciaio, impedendo così efficacemente il proseguimento dell'ossidazione. L'altro è quello di formare ossido, carburo, nitruro e altri rivestimenti resistenti alle alte temperature sulla superficie dell'acciaio con vari metodi.
Esistono molti modi per migliorare la resistenza alle alte temperature dell'acciaio. Dal punto di vista chimico della struttura e della proprietà, ci sono approssimativamente due metodi principali:
Uno è aumentare la forza di legame tra gli atomi nell'acciaio ad alte temperature. Si sottolinea che la forza di legame nei metalli è principalmente correlata al numero di elettroni spaiati negli atomi. Dalla tavola periodica, il legame metallico dell'elemento VI B è il più forte nello stesso periodo. Pertanto, l'aggiunta di atomi di Cr, Mo, W nell'acciaio ha l'effetto migliore.
L'altro è aggiungere elementi che possono formare vari carburi o composti intermetallici per rafforzare la matrice di acciaio. I carburi generati da una serie di metalli di transizione e atomi di carbonio appartengono a composti interstiziali. Aggiungono componenti di legame covalente sulla base di legami metallici, quindi hanno una grande durezza e un alto punto di fusione. Ad esempio, l'aggiunta di W, Mo, V, Nb può generare WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC e altri carburi, aumentando così la resistenza alle alte temperature dell'acciaio.
Oltre alle leghe resistenti al calore a base di ferro, le leghe resistenti al calore a base di nichel, molibdeno, niobio e tungsteno possono anche essere preparate con il metodo della lega. Hanno buone proprietà meccaniche e stabilità chimica alle alte temperature. Tra questi, la lega a base di nichel è il miglior materiale metallico super resistente al calore e la matrice nella struttura è Ni? Cr? La soluzione solida di composto metallico Co e Ni3Al può essere utilizzata a 1000 gradi ~ 1100 gradi dopo il trattamento.
