โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงคือโลหะผสมที่สามารถรักษาคุณสมบัติทางกลและความเสถียรทางเคมีไว้ได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 1300°C หรือสูงกว่านั้น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศ กังหันก๊าซ เตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ และอุปกรณ์เคมีที่มีอุณหภูมิสูง ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่สามารถทนต่ออุณหภูมิ 1300°C ได้มีบทบาทสำคัญในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุ
โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักเป็นวัสดุที่ใช้กันมากที่สุดในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงถึง 1300°C มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ทนต่อการคืบคลานได้ดี และต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี เกรดและคุณลักษณะที่สำคัญ ได้แก่ :
Rene 41: ทนต่ออุณหภูมิสูงและต้านทานการคืบคลานได้ดีเยี่ยม อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดถึง 1300 ℃; มักใช้ในส่วนประกอบที่สำคัญ เช่น ใบพัดเครื่องยนต์อากาศยานและจานกังหัน
Inconel 718: แม้ว่าอุณหภูมิในการทำงานทั่วไปจะอยู่ที่ 650-700°C แต่ผ่านการเสริมสารละลายแข็งและการตกตะกอนให้แข็งแกร่งขึ้น แต่ก็สามารถใช้ในใบพัดกังหันแก๊ส ตัวยึด และส่วนประกอบโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูงภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงได้
Inconel 625 (N06625): ต้านทานการกัดกร่อนและต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับส่วนประกอบเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมเคมี อุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูงในทะเล และส่วนประกอบในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
GH4133, GH99: โลหะผสมนิกเกิลอุณหภูมิสูงที่ใช้กันทั่วไปในประเทศจีน ใช้งานได้ในสภาพแวดล้อม 1200-1300°C ซึ่งมักใช้ในกังหันก๊าซและท่อเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง
ซูเปอร์อัลลอยที่มีโคบอลต์: ซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีโคบอลต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามที่มีอุณหภูมิสูง เนื่องจากมีความต้านทานการคืบคลานและเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก
ซีรีส์ Stellite: ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม อุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 1100-1300°C มักใช้ในเครื่องมือตัดที่มีอุณหภูมิสูง ใบพัดกังหัน และวาล์วที่มีอุณหภูมิสูง
โลหะผสม Co-28Cr-6Mo: คงคุณสมบัติทางกลที่ดีที่อุณหภูมิสูง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูงของเครื่องยนต์อากาศยานและส่วนประกอบโครงสร้างสำคัญของกังหันก๊าซ
ซูเปอร์อัลลอยที่มีธาตุเหล็ก: ซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีธาตุเหล็กมีราคาไม่แพงนักและเหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงแต่ไม่รุนแรงมาก แม้ว่าความต้านทานต่ออุณหภูมิจะต่ำกว่าโลหะผสมนิกเกิล-โคบอลต์เล็กน้อย แต่ยังคงสามารถแข่งขันได้ในภาคอุตสาหกรรมบางประเภท:
HK40: โลหะผสมที่มีเหล็กอุณหภูมิสูงที่ใช้กันทั่วไปในประเทศจีน ใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1200°C โดยส่วนใหญ่ใช้ในหม้อไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูงและอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน
GH3039: โลหะผสมอุณหภูมิสูงที่มีธาตุเหล็กซึ่งมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการคืบคลานที่ดี เหมาะสำหรับท่อเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงและส่วนประกอบทางโครงสร้าง
ตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญของโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง
เมื่อเลือกโลหะผสมอุณหภูมิสูงที่ทนต่ออุณหภูมิ 1300°C ควรพิจารณาตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพต่อไปนี้:
ความต้านทานการคืบคลาน: การรักษารูปทรงและความแข็งแรงภายใต้ภาระที่อุณหภูมิสูงในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สำคัญสำหรับใบพัดกังหันและท่อเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง
ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน: ป้องกันการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิว การกัดกร่อน หรือการแตกร้าวในระหว่างการใช้งานระยะยาวในตัวกลางออกซิไดซ์หรือที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
ความคงตัวทางความร้อน: รักษาเสถียรภาพของโครงสร้างที่อุณหภูมิสูง หลีกเลี่ยงการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชหรือการตกตะกอนของเฟสที่เปราะ
ประสิทธิภาพการตัดเฉือน: ความสามารถในการเชื่อม การตีขึ้นรูป และการตัดเฉือนที่ดี ช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตส่วนประกอบโครงสร้างที่ซับซ้อน
การใช้งานโลหะผสมอุณหภูมิสูง 1300 ℃
โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมสมัยใหม่:
การบินและอวกาศ: ส่วนประกอบสำคัญที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ใบพัดเครื่องยนต์กังหัน ห้องเผาไหม้ และหัวฉีด
กังหันแก๊ส: จานกังหัน ใบพัดนำทาง แบริ่งอุณหภูมิสูง และแผ่นบุห้องเผาไหม้
อุปกรณ์เคมีที่มีอุณหภูมิสูง: เครื่องปฏิกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และท่อเตาหลอมที่ทนต่อการกัดกร่อน
อุตสาหกรรมนิวเคลียร์: ส่วนประกอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อุณหภูมิสูง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และท่อพิเศษ
