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

1. Uitstekende stabiliteit bij hoge temperaturen

Behoud van hoge temperatuursterkte: Zelfs in omgevingen met hoge temperaturen boven 600 °C behoudt het een hoge treksterkte, vloeigrens en vermoeiingssterkte, en verweekt het niet snel bij stijgende temperaturen. Zo behouden superlegeringen op nikkelbasis voldoende mechanische eigenschappen bij temperaturen rond de 1000 °C en voldoen ze aan de eisen van kritische componenten zoals turbinebladen van motoren.

Kruipweerstand: Bij langdurige belasting bij hoge temperaturen vertoont het materiaal minimale vervorming (kruipweerstand), waardoor breuk door langzame structurele vervorming wordt voorkomen. Dit is cruciaal voor apparatuur zoals turbines en boilers die werken in omgevingen met hoge temperaturen en hoge druk.

2. Uitstekende oxidatie- en corrosiebestendigheid

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

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

3. Uitstekende verwerkbaarheid en structurele stabiliteit

Verwerkbaarheid: Ondanks hun hoge sterkte kunnen hittebestendige legeringen in verschillende vormen worden gevormd, zoals platen en buizen, door middel van processen zoals smeden, walsen en lassen. Zo kunnen ze voldoen aan de structurele ontwerpvereisten van verschillende apparatuur (zoals hittebestendige stalen platen voor grote boilers en verbrandingskamerpanelen voor vliegtuigmotoren).

Microstructurele stabiliteit: Zelfs bij langdurig gebruik bij hoge temperaturen is het onwaarschijnlijk dat de interne metallografische structuur (zoals de legeringsfase en korrelstructuur) significante veranderingen ondergaat. Dit voorkomt prestatieverslechtering door structurele degradatie en garandeert een betrouwbare werking van het materiaal op lange termijn.

4. Breed temperatuurbereik, geschikt voor extreme omgevingen

Legeringsplaten bestrijken het temperatuurbereik van middelhoge temperaturen (600 °C) tot ultrahoge temperaturen (boven 1200 °C). Legeringsplaten met verschillende samenstellingen zijn geschikt voor verschillende toepassingen: zo zijn legeringen op ijzerbasis geschikt voor temperaturen tussen 600 en 800 °C, legeringen op nikkelbasis zijn geschikt voor temperaturen tussen 800 en 1200 °C, en legeringen op kobaltbasis kunnen gedurende korte tijd bij hogere temperaturen worden gebruikt.

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

5. Lichtgewicht en energiebesparend potentieel

Vergeleken met traditioneel hittebestendig staal hebben sommige hittebestendige legeringen (zoals legeringen op basis van nikkel en titanium-aluminium) een lagere dichtheid bij dezelfde hoge temperatuurprestaties, wat bijdraagt ​​aan het lichter maken van apparatuur (bijvoorbeeld door het structurele gewicht en het energieverbruik in de lucht- en ruimtevaartindustrie te verminderen).

Dankzij hun superieure temperatuurbestendigheid en duurzaamheid kunnen ze de frequentie van onderhoud aan apparatuur en vervangingskosten verlagen, waardoor indirect de energie-efficiëntie wordt verbeterd (het gebruik van hittebestendige legeringsplaten in ketels van energiecentrales kan bijvoorbeeld de verbrandingstemperaturen en de efficiëntie van de energieopwekking verhogen).