Топлоустойчивата сплав, известна също като суперсплав, е от голямо значение за индустриалните отдели и областите на приложни технологии при условия на висока температура.
Най-общо казано, колкото по-висока е точката на топене на металните материали, толкова по-висока е температурната граница, която може да се използва. Това е така, защото с повишаването на температурата механичните свойства на металните материали намаляват значително и тенденцията на окислителна корозия се увеличава съответно. Следователно, общите метални материали могат да работят само при 500 градуса ~600 градуса за дълго време. Металът, който може да работи при висока температура над 700 градуса, обикновено се нарича топлоустойчива сплав. „Топлоустойчивост“ означава, че може да поддържа достатъчна якост и добра устойчивост на окисление при висока температура.
Има два начина за подобряване на устойчивостта на окисление на стоманата: единият е да се добавят Cr, Si, Al и други легиращи елементи в стоманата или да се извърши обработка с Cr, Si, Al на повърхността на стоманата. Те могат бързо да образуват плътен оксиден филм в окислителната атмосфера и да се прикрепят здраво към стоманената повърхност, като по този начин ефективно предотвратяват продължаването на окисляването. Другият е да се образуват оксиди, карбиди, нитриди и други устойчиви на висока температура покрития върху стоманената повърхност чрез различни методи с висока точка на топене.
Има много начини за подобряване на якостта на стоманата при висока температура. От химическа гледна точка на структурата и свойствата има приблизително два основни метода:
Едната е да се увеличи силата на свързване между атомите в стоманата при високи температури. Посочва се, че силата на връзката в металите е свързана главно с броя на несдвоените електрони в атомите. От периодичната таблица металната връзка на елемент VI B е най-силна в същия период. Следователно добавянето на атоми Cr, Mo, W в стоманата има най-добър ефект.
Другият е да се добавят елементи, които могат да образуват различни карбиди или интерметални съединения за укрепване на стоманената матрица. Карбидите, генерирани от редица преходни метали и въглеродни атоми, принадлежат към интерстициалните съединения. Те добавят компоненти на ковалентна връзка на базата на метални връзки, така че имат голяма твърдост и висока точка на топене. Например, добавянето на W, Mo, V, Nb може да генерира WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC и други карбиди, като по този начин повишава якостта на стоманата при висока температура.
В допълнение към топлоустойчивите сплави на основата на желязо, топлоустойчивите сплави на основата на никел, молибден, ниобий и волфрам могат също да бъдат получени по метода на сплавта. Имат добри механични свойства и химическа стабилност при високи температури. Сред тях сплавта на никелова основа е най-добрият супер топлоустойчив метален материал, а матрицата в структурата е Ni? Cr? Твърдият разтвор на Co и Ni3Al метално съединение може да се използва при 1000 градуса ~1100 градуса след обработката.
