Glavna klasifikacija visokotemperaturnih legura također se naziva "superlegure"
Visokotemperaturna legura odnosi se na vrstu metalnog materijala na bazi željeza, nikla i kobalta koji može raditi na visokim temperaturama iznad 600 stupnjeva i pod određenim stresom dugo vremena; i ima visoku otpornost na visoke temperature, dobra antioksidacijska i antikorozivna svojstva, dobre performanse na zamor, žilavost na lom i druga sveobuhvatna svojstva. Visokotemperaturne legure imaju jedinstvenu austenitnu strukturu i imaju dobru strukturnu stabilnost i pouzdanost rada pri različitim temperaturama.
Na temelju gore navedenih karakteristika i visokog stupnja legiranja visokotemperaturnih legura, nazivaju se i "superlegure" i važan su materijal koji se naširoko koristi u zrakoplovstvu, zrakoplovnoj, naftnoj, kemijskoj industriji i brodovima. Prema elementima matrice, legure za visoke temperature dijele se na legure na bazi željeza, nikla, kobalta i ostale legure za visoke temperature. Radna temperatura visokotemperaturnih legura na bazi željeza općenito može doseći samo 750 ~ 780 stupnjeva. Za dijelove otporne na toplinu koji se koriste na višim temperaturama koriste se legure na bazi nikla i vatrostalnih metala. Visokotemperaturne legure na bazi nikla zauzimaju posebno važno mjesto u cjelokupnom području visokotemperaturnih legura. Naširoko se koriste za proizvodnju najtoplijih komponenti zrakoplovnih mlaznih motora i raznih industrijskih plinskih turbina.
Svojstva visokotemperaturne legure
Različite stope razgradnje materijala ubrzavaju se u okruženjima visoke temperature. Tijekom uporabe sklona je pojava nestabilnosti tkiva, deformacije i rasta pukotina pod djelovanjem temperature i naprezanja te oksidativne korozije površine materijala.
1. Otpornost na visoke temperature i otpornost na koroziju
Otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju i druga svojstva visokotemperaturnih legura uglavnom ovise o njihovom kemijskom sastavu i organizacijskoj strukturi. Uzimajući za primjer visokotemperaturnu deformiranu leguru na bazi nikla GH4169, može se vidjeti da je sadržaj niobija u leguri GH4169 visok. Segregacija niobija u leguri izravno je povezana s metalurškim procesom. Matrica GH4169 je kruta otopina Ni-Gr, a maseni udio Ni koji sadrži više od 50% može se tolerirati. Na visokoj temperaturi od oko 1 000 stupnjeva, sličan je američkoj marki Inconel718. Legura se sastoji od matrične faze, δ faze, karbida i faze ojačanja ' i ″ faze. Kemijski elementi i struktura matrice legure GH4169 pokazuju njena snažna mehanička svojstva. Granica tečenja i vlačna čvrstoća nekoliko su puta bolji od čelika 45, a plastičnost je također bolja od čelika 45. Stabilna rešetkasta struktura i veliki broj faktora ojačanja doprinose izvrsnim mehaničkim svojstvima.
2. Visoka težina obrade
Zbog složenog i oštrog radnog okruženja, cjelovitost obrađene površine visokotemperaturnih legura igra vrlo važnu ulogu u njihovim performansama. Međutim, visokotemperaturne legure obično su materijali koje je teško obraditi. Imaju visoku mikrotvrdoću, oštro otvrdnuće, visoku otpornost na smično naprezanje i nisku toplinsku vodljivost. Snaga rezanja i temperatura rezanja u području rezanja su visoke, što se često događa tijekom obrade. Kvaliteta obrađene površine je niska i alat je ozbiljno oštećen. Pod normalnim uvjetima rezanja, površinski sloj visokotemperaturne legure stvarat će prekomjerne probleme kao što su otvrdnuti sloj, zaostalo naprezanje, bijeli sloj, crni sloj i sloj deformacije zrna.
