Hittebestendige legeringsplaten zijn een speciaal materiaal dat uitstekende prestaties levert in omgevingen met hoge temperaturen. Ze worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, energie-, chemische en andere sectoren. De voordelen ervan komen vooral tot uiting in de volgende aspecten:

1. Uitstekende stabiliteit bij hoge temperaturen

Sterktebehoud bij hoge temperaturen: Zelfs in omgevingen met hoge temperaturen boven 600 °C behoudt het materiaal een hoge treksterkte, vloeigrens en vermoeiingssterkte en wordt het niet snel zachter bij stijgende temperaturen. Nikkelgebaseerde superlegeringen behouden bijvoorbeeld voldoende mechanische eigenschappen bij temperaturen rond de 1000 °C, waarmee ze voldoen aan de eisen voor kritische componenten zoals turbinebladen van motoren.

Kruipweerstand: Bij langdurige belasting door hoge temperaturen vertoont het materiaal minimale vervorming (kruipweerstand), waardoor falen als gevolg van langzame structurele vervorming wordt voorkomen. Dit is cruciaal voor apparatuur zoals turbines en ketels die werken in omgevingen met hoge temperaturen en hoge drukken.

2. Uitstekende oxidatie- en corrosiebestendigheid

Oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen: In hete lucht of gas vormt het materiaal een dichte oxidefilm (zoals Cr₂O₃ of Al₂O₃) op het oppervlak, waardoor verdere aantasting door zuurstof wordt voorkomen, oxidatieve corrosie effectief wordt tegengegaan en de levensduur wordt verlengd. Zo behouden legeringsplaten die chroom en aluminium bevatten een uitstekende oxidatiebestendigheid bij temperaturen boven 1000 °C.

Corrosiebestendigheid: Hoogtemperatuurlegeringen zijn bestand tegen zure en alkalische gassen (zoals waterstofsulfide en zwaveldioxide), gesmolten metalen en zouten, waardoor ze geschikt zijn voor complexe omgevingen zoals chemische reactoren, afvalverbrandingsinstallaties en kernreactoren.

3. Uitstekende verwerkbaarheid en structurele stabiliteit

Verwerkbaarheid: Ondanks hun hoge sterkte kunnen hittebestendige legeringen door processen zoals smeden, walsen en lassen in diverse vormen worden gegoten, waaronder platen en buizen, om te voldoen aan de structurele ontwerpeisen van verschillende apparatuur (zoals hittebestendige staalplaten voor grote ketels en verbrandingskamerpanelen voor vliegtuigmotoren).

Microstructurele stabiliteit: Zelfs bij langdurig gebruik bij hoge temperaturen zal de interne metallografische structuur (zoals de legeringsfase en korrelstructuur) waarschijnlijk geen significante veranderingen ondergaan. Dit voorkomt prestatievermindering als gevolg van structurele degradatie en garandeert een betrouwbare werking van het materiaal op de lange termijn.

4. Breed temperatuurbereik, geschikt voor extreme omstandigheden

Legeringsplaten zijn geschikt voor temperaturen van middelhoge temperaturen (600 °C) tot ultrahoge temperaturen (boven 1200 °C). Legeringsplaten met verschillende samenstellingen zijn geschikt voor verschillende toepassingen: zo zijn ijzerlegeringen geschikt voor temperaturen tussen 600 en 800 °C, nikkellegeringen voor temperaturen tussen 800 en 1200 °C, en kobaltlegeringen kunnen gedurende korte perioden bij hogere temperaturen worden gebruikt.

Ze kunnen de gecombineerde effecten van hoge temperaturen en mechanische belastingen weerstaan. Zo moeten turbinebladen in vliegtuigmotoren bijvoorbeeld bestand zijn tegen zowel de hoge temperaturen van de verbrandingsgassen als de centrifugale krachten die ontstaan ​​door de hoge rotatiesnelheid.

5. Potentieel voor gewichtsvermindering en energiebesparing

In vergelijking met traditionele hittebestendige staalsoorten hebben sommige hittebestendige legeringen (zoals nikkel- en titanium-aluminiumlegeringen) een lagere dichtheid bij dezelfde hoge temperatuurprestaties, wat bijdraagt ​​aan het lichter maken van apparatuur (bijvoorbeeld door het verminderen van het constructiegewicht en het energieverbruik in de lucht- en ruimtevaartindustrie).

Door hun superieure temperatuurbestendigheid en duurzaamheid kunnen ze de onderhoudsfrequentie en vervangingskosten van apparatuur verlagen, wat indirect de energie-efficiëntie verbetert (zo kan het gebruik van hittebestendige legeringsplaten in ketels van energiecentrales de verbrandingstemperatuur en de efficiëntie van de energieopwekking verhogen).