Visokotemperaturna legura je specijalni materijal koji održava izvrsne performanse u okruženjima s visokim temperaturama. Široko se koristi u zrakoplovstvu, energetici, kemijskoj industriji i drugim područjima. Njegove prednosti se prvenstveno ogledaju u sljedećim aspektima:

1. Izvrsna stabilnost na visokim temperaturama

Zadržavanje čvrstoće na visokim temperaturama: Čak i u okruženjima s visokim temperaturama iznad 600 °C, održava visoku vlačnu čvrstoću, granicu razvlačenja i čvrstoću na zamor te ne omekšava brzo s porastom temperature. Na primjer, superlegure na bazi nikla održavaju dovoljna mehanička svojstva na temperaturama oko 1000 °C, zadovoljavajući zahtjeve kritičnih komponenti poput lopatica turbina motora.

Otpornost na puzanje: Kada je izložen dugotrajnom naprezanju na visokim temperaturama, materijal pokazuje minimalnu deformaciju (otpornost na puzanje), sprječavajući kvar zbog spore strukturne deformacije. To je ključno za opremu poput turbina i kotlova koji rade u okruženjima visokih temperatura i visokog tlaka.

2. Izvrsna otpornost na oksidaciju i koroziju

Otpornost na oksidaciju na visokim temperaturama: Na zraku ili plinu visoke temperature, materijal na svojoj površini formira gusti oksidni film (kao što je Cr₂O₃ ili Al₂O₃), sprječavajući daljnji napad kisika, učinkovito se odupirući oksidativnoj koroziji i produžujući svoj vijek trajanja. Na primjer, legirane ploče koje sadrže krom i aluminij održavaju izvrsnu otpornost na oksidaciju na temperaturama iznad 1000 °C.

Otpornost na koroziju: Visokotemperaturne legure otporne su na kisele i alkalne plinove (poput sumporovodika i sumpornog dioksida), rastaljene metale i soli, što ih čini prikladnima za složena okruženja poput kemijskih reaktora, spalionica otpada i nuklearnih reaktora.

3. Izvrsna obradivost i strukturna stabilnost

Obradivost: Unatoč visokoj čvrstoći, legure otporne na visoke temperature mogu se oblikovati u različite oblike, uključujući ploče i cijevi, postupcima poput kovanja, valjanja i zavarivanja, kako bi se zadovoljili strukturni zahtjevi različite opreme (kao što su toplinski otporne čelične ploče za velike kotlove i ploče komore za izgaranje za zrakoplovne motore).

Mikrostrukturna stabilnost: Čak i uz dugotrajnu upotrebu na visokim temperaturama, malo je vjerojatno da će unutarnja metalografska struktura (kao što su faza legure i struktura zrna) pretrpjeti značajne promjene. To sprječava degradaciju performansi zbog strukturne degradacije i osigurava dugoročan pouzdan rad materijala.

4. Širok raspon temperature, pogodno za ekstremne uvjete

Legirane ploče pokrivaju temperaturni raspon od srednje visokih temperatura (600 °C) do ultra visokih temperatura (iznad 1200 °C). Legirane ploče različitih sastava prikladne su za različite primjene: na primjer, legure na bazi željeza prikladne su za temperature između 600-800 °C, legure na bazi nikla prikladne su za temperature između 800-1200 °C, a legure na bazi kobalta mogu se koristiti na višim temperaturama kratko vrijeme.

Mogu izdržati kombinirane učinke visokih temperatura i mehaničkih opterećenja. Na primjer, turbinski diskovi u zrakoplovnim motorima moraju izdržati i visoke temperature plinova izgaranja i centrifugalne sile nastale velikom brzinom rotacije.

5. Potencijal za smanjenje težine i uštedu energije

U usporedbi s tradicionalnim toplinski otpornim čelicima, neke legure otporne na visoke temperature (poput legura na bazi nikla i titana i aluminija) imaju nižu gustoću uz iste performanse na visokim temperaturama, što doprinosi smanjenju težine opreme (na primjer, smanjenju strukturne težine i potrošnje energije u zrakoplovnoj industriji).

Zbog svoje vrhunske temperaturne otpornosti i trajnosti, mogu smanjiti učestalost održavanja opreme i troškove zamjene, neizravno poboljšavajući energetsku učinkovitost (na primjer, korištenje ploča od visokotemperaturnih legura u kotlovima elektrana može povećati temperature izgaranja i učinkovitost proizvodnje energije).