A magas hőmérsékletű ötvözetlemez egy speciális anyag, amely kiváló teljesítményt nyújt magas hőmérsékletű környezetben. Széles körben használják a repülőgépiparban, az energiaiparban, a vegyiparban és más területeken. Előnyei elsősorban a következő szempontokban tükröződnek:

1. Kiváló magas hőmérsékleti stabilitás

Magas hőmérsékletű szilárdságtartás: Még 600°C feletti magas hőmérsékletű környezetben is megőrzi nagy szakítószilárdságát, folyáshatárát és kifáradási szilárdságát, és nem lágyul gyorsan a hőmérséklet emelkedésével. Például a nikkel alapú szuperötvözetek 1000°C körüli hőmérsékleten is megfelelő mechanikai tulajdonságokat tartanak fenn, megfelelve a kritikus alkatrészek, például a motorturbina-lapátok követelményeinek.

Kúszásállóság: Magas hőmérsékleten, hosszú távú igénybevételnek kitéve az anyag minimális deformációt (kúszásállóság) mutat, megakadályozva a lassú szerkezeti deformáció miatti meghibásodást. Ez kulcsfontosságú olyan berendezéseknél, mint a turbinák és a kazánok, amelyek magas hőmérsékleten és nagy nyomáson működnek.

2. Kiváló oxidációs és korrózióállóság

Magas hőmérsékletű oxidációs ellenállás: Magas hőmérsékletű levegőben vagy gázban az anyag sűrű oxidfilmet (például Cr₂O₃ vagy Al₂O₃) képez a felületén, megakadályozva a további oxigéntámadást, hatékonyan ellenállva az oxidatív korróziónak és meghosszabbítva élettartamát. Például a krómot és alumíniumot tartalmazó ötvözetlemezek kiváló oxidációs ellenállást biztosítanak 1000°C feletti hőmérsékleten.

Korrózióállóság: A magas hőmérsékletű ötvözetek ellenállnak a savas és lúgos gázoknak (például a hidrogén-szulfidnak és a kén-dioxidnak), az olvadt fémeknek és a sóknak, így alkalmasak összetett környezetekben, például vegyi reaktorokban, hulladékégetőkban és atomreaktorokban való használatra.

3. Kiváló feldolgozhatóság és szerkezeti stabilitás

Feldolgozhatóság: Nagy szilárdságuk ellenére a magas hőmérsékletű ötvözetek különféle formákká, többek között lemezekké és csövekké alakíthatók olyan eljárásokkal, mint a kovácsolás, hengerlés és hegesztés, hogy megfeleljenek a különböző berendezések szerkezeti tervezési követelményeinek (például hőálló acéllemezek nagy kazánokhoz és égéstér-panelek repülőgépmotorokhoz).

Mikroszerkezeti stabilitás: Még hosszú távú, magas hőmérsékleten történő használat esetén sem valószínű, hogy a belső metallográfiai szerkezet (például az ötvözet fázisa és a szemcseszerkezet) jelentős változásokon megy keresztül. Ez megakadályozza a szerkezeti degradáció miatti teljesítményromlást, és biztosítja az anyag hosszú távú megbízható működését.

4. Széles hőmérsékleti tartomány, szélsőséges környezeti körülményekhez is alkalmas

Az ötvözetlemezek a közepesen magas hőmérsékletektől (600 °C) az ultramagas hőmérsékletekig (1200 °C felett) terjedő hőmérsékleti tartományt lefedik. A különböző összetételű ötvözetlemezek különböző alkalmazásokhoz alkalmasak: például a vasalapú ötvözetek 600-800 °C közötti hőmérsékletre, a nikkelalapú ötvözetek 800-1200 °C közötti hőmérsékletre alkalmasak, a kobaltalapú ötvözetek pedig rövid ideig magasabb hőmérsékleten használhatók.

Ellenállnak a magas hőmérséklet és a mechanikai terhelések együttes hatásának. Például a repülőgép-hajtóművek turbinatárcsáinak ellen kell állniuk mind az égésgázok magas hőmérsékletének, mind a nagy sebességű forgás által generált centrifugális erőknek.

5. Könnyű súly és energiamegtakarítási potenciál

A hagyományos hőálló acélokhoz képest egyes magas hőmérsékletű ötvözetek (például a nikkelalapú és a titán-alumínium alapú ötvözetek) alacsonyabb sűrűségűek ugyanazon magas hőmérsékleti teljesítmény mellett, ami hozzájárul a berendezések könnyűsúlyához (például a szerkezeti súly és az energiafogyasztás csökkentéséhez a repülőgépiparban).

Kiváló hőmérséklet-állóságuk és tartósságuk miatt csökkenthetik a berendezések karbantartásának gyakoriságát és a csere költségeit, közvetve javítva az energiahatékonyságot (például a magas hőmérsékletű ötvözetlemezek használata az erőművi kazánokban növelheti az égési hőmérsékletet és az energiatermelés hatékonyságát).