Varmebestandig legering, også kjent som superlegering, er av stor betydning for industriavdelinger og applikasjonsteknologifelt under høye temperaturforhold.
Generelt sett, jo høyere smeltepunkt metallmaterialer har, jo høyere temperaturgrense kan brukes. Dette er fordi med temperaturøkningen reduseres de mekaniske egenskapene til metallmaterialer betydelig, og trenden med oksidasjonskorrosjon øker tilsvarende. Derfor kan generelle metallmaterialer bare fungere ved 500 grader ~ 600 grader i lang tid. Metallet som kan arbeide ved en høy temperatur høyere enn 700 grader kalles vanligvis varmebestandig legering. "Varmebestandighet" betyr at den kan opprettholde tilstrekkelig styrke og god oksidasjonsmotstand under høy temperatur.
Det er to måter å forbedre oksidasjonsmotstanden til stål: den ene er å tilsette Cr, Si, Al og andre legeringselementer i stålet, eller å utføre Cr, Si, Al legeringsbehandling på overflaten av stålet. De kan raskt danne en tett oksidfilm i den oksiderende atmosfæren og feste seg godt til ståloverflaten, og dermed effektivt forhindre at oksidasjonen fortsetter. Den andre er å danne oksid, karbid, nitrid og andre høytemperaturbestandige belegg på ståloverflaten ved hjelp av forskjellige metoder.
Det er mange måter å forbedre høytemperaturstyrken til stål. Fra et kjemisk synspunkt av struktur og eiendom er det omtrent to hovedmetoder:
Den ene er å øke bindingskraften mellom atomer i stål ved høye temperaturer. Det påpekes at bindingsstyrken i metaller hovedsakelig er relatert til antall uparrede elektroner i atomer. Fra det periodiske systemet er metallbindingen til grunnstoff VI B den sterkeste i samme periode. Derfor har tilsetning av Cr, Mo, W-atomer i stålet den beste effekten.
Den andre er å tilsette elementer som kan danne ulike karbider eller intermetalliske forbindelser for å styrke stålmatrisen. Karbider generert fra en rekke overgangsmetaller og karbonatomer tilhører interstitielle forbindelser. De tilsetter kovalente bindingskomponenter på grunnlag av metallbindinger, så de har stor hardhet og høyt smeltepunkt. For eksempel kan tilsetning av W, Mo, V, Nb generere WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC og andre karbider, og dermed øke høytemperaturstyrken til stål.
I tillegg til jernbaserte varmebestandige legeringer, kan nikkelbaserte, molybdenbaserte, niobbaserte og wolframbaserte varmebestandige legeringer også fremstilles ved legeringsmetoden. De har gode mekaniske egenskaper og kjemisk stabilitet ved høye temperaturer. Blant dem er nikkelbasert legering det beste supervarmebestandige metallmaterialet, og matrisen i strukturen er Ni? Cr? Den faste løsningen av Co og Ni3Al metallforbindelse kan brukes ved 1000 grader ~ 1100 grader etter behandling.
