Varmebestandig legering, også kendt som superlegering, er af stor betydning for industriafdelinger og anvendelsesteknologiske områder under høje temperaturforhold.
Generelt gælder det, at jo højere metalmaterialers smeltepunkt er, jo højere temperaturgrænse kan anvendes. Dette skyldes, at med temperaturstigningen falder de mekaniske egenskaber af metalmaterialer betydeligt, og tendensen til oxidationskorrosion stiger tilsvarende. Derfor kan generelle metalmaterialer kun arbejde ved 500 grader ~ 600 grader i lang tid. Metallet, der kan arbejde ved en høj temperatur højere end 700 grader, kaldes generelt varmebestandig legering. "Varmebestandighed" betyder, at den kan opretholde tilstrækkelig styrke og god oxidationsmodstand under høj temperatur.
Der er to måder at forbedre stålets oxidationsmodstand: Den ene er at tilføje Cr, Si, Al og andre legeringselementer i stålet eller at udføre Cr, Si, Al legeringsbehandling på stålets overflade. De kan hurtigt danne en tæt oxidfilm i den oxiderende atmosfære og sætte sig fast på ståloverfladen og dermed effektivt forhindre oxidationen i at fortsætte. Den anden er at danne oxid, carbid, nitrid og andre højtemperaturbestandige belægninger med højt smeltepunkt på ståloverfladen ved forskellige metoder.
Der er mange måder at forbedre stålets højtemperaturstyrke på. Fra det kemiske synspunkt af struktur og egenskab er der groft sagt to hovedmetoder:
Den ene er at øge bindingskraften mellem atomer i stål ved høje temperaturer. Det påpeges, at bindingsstyrken i metaller hovedsageligt er relateret til antallet af uparrede elektroner i atomer. Fra det periodiske system er metalbindingen af grundstof VI B den stærkeste i samme periode. Derfor har tilsætning af Cr, Mo, W atomer i stålet den bedste effekt.
Den anden er at tilføje elementer, der kan danne forskellige karbider eller intermetalliske forbindelser for at styrke stålmatrixen. Carbider genereret fra en række overgangsmetaller og carbonatomer tilhører interstitielle forbindelser. De tilføjer kovalente bindingskomponenter på basis af metalbindinger, så de har stor hårdhed og højt smeltepunkt. For eksempel kan tilføjelse af W, Mo, V, Nb generere WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC og andre karbider, hvilket øger stålets højtemperaturstyrke.
Ud over jernbaserede varmebestandige legeringer kan nikkelbaserede, molybdænbaserede, niobiumbaserede og wolframbaserede varmebestandige legeringer også fremstilles ved legeringsmetoden. De har gode mekaniske egenskaber og kemisk stabilitet ved høje temperaturer. Blandt dem er nikkelbaseret legering det bedste super varmebestandige metalmateriale, og matrixen i strukturen er Ni? Cr? Den faste opløsning af Co og Ni3Al metalforbindelse kan bruges ved 1000 grader ~ 1100 grader efter behandling.
