实践下,对高温下工作的工程结构材料的要求十分苛刻。概括起来主要要求是:
(1) 优异的、综合性的高温力学性能。也就是说要求材料具有优良的抗蠕变性能,足够的高温持久强度,良好的高温疲劳性能,适当的高温塑性等,以保证金属材料在服役期间内安全工作,具备应有的使用寿命。
(2) 在相应的工作环境中具有良好的耐高温腐蚀性能。也就是说, 在受力或不受力的高温工作环境中,能耐高温氧化或耐高温毓化,或耐混含气氛中的高温腐蚀等性能。能达到设计要求的使用寿命,保证不因高温腐蚀而使材料遭受破坏。
(3) 高温下使用的材料应具有足够好的冶炼加工等工艺性能。高温下的工作部件的形状往往是十分严格的,对所使用材料的化学成分的要求也是十分严格的,因此要求这些材料要具有良好的冶炼工艺性以及足够好的铸造、锻造、焊接、机加工性能等以保证能获得实际工程中所需要的工程部件和设备。
(4) 适宜的经济可行性,即在选材时,除应注意到材料的寿命外, 还必须兼顾到材料的成本、加工制造部件或设备的成本、部件的可更换性、安全可靠性等因素,全面地商量经济的可行性。上述对高温下使用材料的基本要求在具体工程中必须进行综合考虑,特别是在设计选材时要全面考虑,
高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600°颁以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,其四大要素:耐高温、抗较大应力、表面稳定化和高合金化缺一不可。又被称为热强合金、耐热合金或“超合金"。
除基体元素(铁、钴、镍)外,高温合金中需加入其他组分起到改善合金性能的作用,比如添加罢补、搁别、奥、惭辞等难熔元素以增强其高温稳定性,形成γ’、γ’’、惭颁等增强相;添加稀土元素,可与镍基合金中的氧、硫、磷等生成熔点*的化合物(稀土氧化物的熔点在2000°颁词2473°颁,稀土硫化物的熔点在1973°颁词2573°颁)等。