초합금이라고도 하는 내열 합금은 고온 조건에서 산업 부서 및 응용 기술 분야에 매우 중요합니다.
일반적으로 금속 재료의 융점이 높을수록 사용할 수 있는 온도 한계가 높아집니다. 이는 온도가 증가함에 따라 금속 재료의 기계적 특성이 크게 감소하고 그에 따라 산화 부식 경향이 증가하기 때문입니다. 따라서 일반 금속재료는 500도~600도에서만 장시간 작업이 가능합니다. 700도 이상의 고온에서 가공할 수 있는 금속을 일반적으로 내열 합금이라고 합니다. "내열성"은 고온에서 충분한 강도와 우수한 내 산화성을 유지할 수 있음을 의미합니다.
강철의 내산화성을 향상시키는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 강철에 Cr, Si, Al 및 기타 합금 원소를 추가하거나 강철 표면에 Cr, Si, Al 합금 처리를 수행하는 것입니다. 산화 분위기에서 빠르게 조밀한 산화막을 형성하고 강철 표면에 견고하게 부착되어 산화가 계속되는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 다른 하나는 다양한 방법으로 강철 표면에 고 융점 산화물, 탄화물, 질화물 및 기타 고온 저항 코팅을 형성하는 것입니다.
강철의 고온 강도를 향상시키는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 구조 및 특성의 화학적 관점에서 대략 두 가지 주요 방법이 있습니다.
하나는 고온에서 강철의 원자 사이의 결합력을 높이는 것입니다. 금속의 결합 강도는 주로 원자의 짝을 이루지 않은 전자의 수와 관련이 있다는 지적이 있습니다. 주기율표에서 원소 VI B의 금속 결합은 같은 기간에 가장 강합니다. 따라서 강에 Cr, Mo, W 원자를 첨가하는 것이 가장 좋은 효과를 낸다.
다른 하나는 강철 매트릭스를 강화하기 위해 다양한 탄화물 또는 금속간 화합물을 형성할 수 있는 원소를 추가하는 것입니다. 많은 전이 금속과 탄소 원자에서 생성된 탄화물은 격자간 화합물에 속합니다. 금속결합을 기본으로 공유결합 성분을 첨가하여 경도가 높고 융점이 높다. 예를 들어, W, Mo, V, Nb를 추가하면 WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC 및 기타 탄화물이 생성되어 강철의 고온 강도가 증가합니다.
철 기반 내열 합금 외에도 니켈 기반, 몰리브덴 기반, 니오븀 기반 및 텅스텐 기반 내열 합금도 합금 방법으로 준비할 수 있습니다. 그들은 고온에서 우수한 기계적 성질과 화학적 안정성을 가지고 있습니다. 그 중 니켈계 합금이 최고의 초내열 금속재료이며, 구조의 매트릭스는 Ni? 크? Co 및 Ni3Al 금속 화합물의 고용체는 처리 후 1000도 ~ 1100도에서 사용할 수 있습니다.
