Жаростійкий сплав, також відомий як суперсплав, має велике значення для промислових відділів і галузей технології застосування в умовах високих температур.
Взагалі кажучи, чим вища температура плавлення металевих матеріалів, тим вище межа температури, яку можна використовувати. Це пояснюється тим, що з підвищенням температури механічні властивості металевих матеріалів значно знижуються, і відповідно зростає тенденція окисної корозії. Тому загальні металеві матеріали можуть працювати лише при 500 ~ 600 градусах протягом тривалого часу. Метал, який може працювати при високій температурі вище 700 градусів, зазвичай називають жароміцним сплавом. «Термостійкість» означає, що він може зберігати достатню міцність і хорошу стійкість до окислення за високої температури.
Існує два способи поліпшити стійкість сталі до окислення: один полягає в додаванні в сталь Cr, Si, Al та інших легуючих елементів або в обробці поверхні сталі легуванням Cr, Si, Al. Вони можуть швидко утворювати щільну оксидну плівку в окислювальній атмосфері та міцно прикріплюватись до сталевої поверхні, таким чином ефективно запобігаючи продовженню окислення. Інший полягає у формуванні високотемпературних оксидних, карбідних, нітридних та інших високотемпературних покриттів на поверхні сталі різними методами.
Існує багато способів покращити високотемпературну міцність сталі. З хімічної точки зору структури та властивостей існує приблизно два основні методи:
Один полягає в збільшенні сили зв’язку між атомами в сталі при високих температурах. Відзначається, що міцність зв’язку в металах в основному пов’язана з кількістю неспарених електронів в атомах. З періодичної таблиці металевий зв’язок елемента VI B є найміцнішим у той самий період. Тому найкращий ефект має додавання в сталь атомів Cr, Mo, W.
Інший полягає в додаванні елементів, які можуть утворювати різні карбіди або інтерметалічні сполуки для зміцнення сталевої матриці. Карбіди, утворені з ряду перехідних металів і атомів вуглецю, належать до міжвузлових сполук. Вони додають компоненти ковалентного зв'язку на основі металевих зв'язків, тому вони мають велику твердість і високу температуру плавлення. Наприклад, додавання W, Mo, V, Nb може генерувати WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC та інші карбіди, таким чином підвищуючи високотемпературну міцність сталі.
На додаток до жаростійких сплавів на основі заліза методом сплаву також можна отримувати жароміцні сплави на основі нікелю, молібдену, ніобію та вольфраму. Мають хороші механічні властивості та хімічну стійкість при високих температурах. Серед них сплав на основі нікелю є найкращим наджаростійким металевим матеріалом, а матриця в структурі - Ni? Cr? Твердий розчин металевої сполуки Co та Ni3Al можна використовувати при 1000 градусів ~1100 градусів після обробки.
