Legura otporna na toplinu, također poznata kao superlegura, od velikog je značaja za industrijske odjele i tehnološka polja primjene u uvjetima visokih temperatura.
Općenito govoreći, što je viša točka taljenja metalnih materijala, to je viša granica temperature koja se može koristiti. To je zato što s porastom temperature mehanička svojstva metalnih materijala značajno opadaju, au skladu s tim raste i trend oksidacijske korozije. Stoga, uobičajeni metalni materijali mogu raditi samo na 500 stupnjeva ~ 600 stupnjeva dugo vremena. Metal koji može raditi na visokoj temperaturi višoj od 700 stupnjeva općenito se naziva legura otporna na toplinu. "Otpornost na toplinu" znači da može zadržati dovoljnu čvrstoću i dobru otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama.
Postoje dva načina za poboljšanje otpornosti čelika na oksidaciju: jedan je dodavanje Cr, Si, Al i drugih legirajućih elemenata u čelik ili provedba tretmana legiranjem Cr, Si, Al na površini čelika. Oni mogu brzo stvoriti gusti oksidni film u oksidirajućoj atmosferi i čvrsto se pričvrstiti za površinu čelika, čime učinkovito sprječavaju nastavak oksidacije. Drugi je stvaranje oksida, karbida, nitrida i drugih premaza otpornih na visoke temperature na čeličnoj površini različitim metodama.
Postoji mnogo načina za poboljšanje otpornosti čelika na visoke temperature. S kemijskog gledišta strukture i svojstava, postoje otprilike dvije glavne metode:
Jedan je povećanje sile vezivanja između atoma u čeliku na visokim temperaturama. Ističe se da je čvrstoća veze u metalima uglavnom povezana s brojem nesparenih elektrona u atomima. Iz periodnog sustava metalna veza elementa VI B najjača je u istoj periodi. Stoga dodavanje atoma Cr, Mo, W u čelik ima najbolji učinak.
Drugi je dodavanje elemenata koji mogu formirati različite karbide ili intermetalne spojeve za jačanje čelične matrice. Karbidi generirani iz niza prijelaznih metala i ugljikovih atoma pripadaju intersticijskim spojevima. Oni dodaju komponente kovalentne veze na bazi metalnih veza, pa imaju veliku tvrdoću i visoko talište. Na primjer, dodavanjem W, Mo, V, Nb mogu se stvoriti WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC i drugi karbidi, čime se povećava otpornost čelika na visoke temperature.
Osim legura otpornih na toplinu na bazi željeza, legure na bazi nikla, molibdena, niobija i volframa također se mogu pripremiti metodom legiranja. Imaju dobra mehanička svojstva i kemijsku stabilnost na visokim temperaturama. Među njima, legura na bazi nikla najbolji je metalni materijal otporan na toplinu, a matrica u strukturi je Ni? Cr? Čvrsta otopina metalnog spoja Co i Ni3Al može se koristiti na 1000 stupnjeva ~1100 stupnjeva nakon tretmana.
