
Geležies pagrindu pagaminti aukštos temperatūros lydiniai yra metalinių medžiagų, kurių pagrindinis elementas yra geležis (Fe), klasė, sukurta taip, kad išlaikytų gerą mechaninį stiprumą ir atsparumą skilimui (pvz., oksidacijai) aukštesnėje temperatūroje, paprastai nuo 540 °C iki 760 °C (1000 °F iki 1400 °F). Pavadinimas „apdirbtas“ rodo, kad jie yra suformuoti naudojant termomechaninius procesus, tokius kaip karštas valcavimas, kalimas ar ekstruzija, kurie patobulina jų mikrostruktūrą, kad būtų užtikrintas palankus stiprumo, lankstumo ir pagaminamumo derinys.
Jie tarnauja kaip ekonomiškas ir labai universalus sprendimas įvairiems aukštų temperatūrų pritaikymams, sumažinantis atotrūkį tarp nerūdijančio plieno ir brangesnių nikelio arba kobalto pagrindu pagamintų superlydinių.
Geras atsparumas aukštai temperatūrai ir atsparumas valkšnumui: jie atsparūs deformacijai ir lėtam, nuo laiko priklausomam deformavimui (šliaužimui) veikiant mechaninei apkrovai aukštesnėje temperatūroje, nors jų viršutinė temperatūros riba paprastai yra mažesnė nei nikelio pagrindu pagamintų superlydinių.
Puikus atsparumas oksidacijai ir korozijai: pagrindinė jų savybė – dėl didelio chromo kiekio (paprastai 12–28 %) ant paviršiaus suformuoja apsauginę, prilipusią chromo (Cr₂O₃) apnašą. Daugelyje rūšių taip pat yra silicio (Si) ir aliuminio (Al), kad susidarytų dar stabilesnės svarstyklės.
Ekonominis efektyvumas: pagrįsti geležies matrica, jie yra daug pigesni nei nikelio arba kobalto pagrindu pagaminti alternatyvūs gaminiai, todėl jie yra tinkamiausia medžiaga didelio masto arba ekonomiškoms reikmėms.
Geras gamybiškumas: jų apdirbimas reiškia, kad juos galima lengvai formuoti, apdirbti ir suvirinti į sudėtingus komponentus, naudojant standartinę pramoninę praktiką.
Šių lydinių veikimas aukštoje temperatūroje pasiekiamas naudojant kelis sinergetinius mechanizmus:
Kietojo tirpalo stiprinimas: Elementai, tokie kaip molibdenas (Mo), volframas (W) ir chromas (Cr), ištirpsta geležies matricoje, trukdydami dislokacijos judėjimui ir užtikrindami pradinės linijos stiprumą.
Karbido kritulių stiprinimas: stabilių karbidų (pvz., M₂3C₆, MC, kur M yra Cr, Mo, Nb) susidarymas grūdelių ribose ir grūdelių viduje padeda užfiksuoti išnirimus ir grūdelių ribas, didinant stiprumą ir atsparumą šliaužimui.
Nitrido ir karbonitrido nusodinimas: tam tikruose lydiniuose elementai, tokie kaip niobis (Nb) ir titanas (Ti), sudaro smulkius nitridus arba karbonitridus, kurie papildomai stiprina kritulius.
Mikrostruktūrinis stabilumas: lydinio kompozicijos yra subalansuotos, kad būtų atsparios šių stiprinimo fazių šiurkštėjimui ir žalingų intermetalinių junginių susidarymui ilgalaikio karščio poveikio metu.
Geležies pagrindu pagaminti aukštos temperatūros lydiniai yra darbo arkliai daugelyje pramonės šakų:
Energijos gamyba:
Turbinų mentės ir diskai garo turbinose ir žemesnės temperatūros dujų turbinų pakopos.
Katilo vamzdeliai, perkaitinimo ir šildytuvo vamzdžiai bei šilumokaičiai iškastinio kuro elektrinėse.
Automobiliai:
Turbokompresoriaus korpusai (turbinos korpusai), kurie turi atlaikyti išmetamųjų dujų temperatūrą.
Išmetimo kolektoriai ir lietvamzdžiai.
Pramoninės krosnys ir terminis apdorojimas:
Spinduliavimo vamzdeliai, mufeliai, padėklai ir krepšeliai, naudojami karbiuravimo, atkaitinimo ir kituose terminio apdorojimo procesuose.
Naftos chemija ir perdirbimas:
Vamzdžiai krosnių gyvatėms ir vamzdynai aukštos temperatūros proceso srautams kataliziniuose krekingo įrenginiuose ir reformatoriuose.
Šioje lentelėje apibendrinamos pagrindinės funkcijos, kad būtų galima greitai peržiūrėti:
| Funkcija | Aprašymas | Privalumas |
| Bazinis elementas | Geležis (Fe), su aukštu Chromas (Cr) turinį. | Suteikia ekonomišką pagrindą su būdingu atsparumu oksidacijai. |
| Gamybos maršrutas | Termomechaninis apdirbimas (karštas valcavimas, kalimas). | Gaunama vienoda, smulkiagrūdė struktūra, pasižyminti geru lankstumu ir kietumu. |
| Pagrindiniai stiprintuvai | Kietas tirpalas (Mo, W); Karbidai (Cr, Nb, Mo). | Suteikia subalansuotą stiprumo aukštoje temperatūroje ir mikrostruktūrinio stabilumo derinį. |
| Temperatūros diapazonas | Geras veikimas iki ~760°C (1400°F). | Užpildo kritinį veikimo spragą tarp standartinio nerūdijančio plieno ir nikelio superlydinių. |
| Pagrindinė nauda | Optimalus našumo, gamybos ir kainos balansas. | Ekonomiškiausias sprendimas daugeliui aukštos temperatūros inžinerinių iššūkių. |
| Įprasti lydiniai ir tipai | Austenitinis (pvz., 304H, 316H, 321H, 347H); Feritinis (pvz., 446); Grūdinamas nuo kritulių (pvz., A-286, 17-4PH). | Siūlomas platus pasirinkimas įvairiems temperatūros, stiprumo ir korozijos reikalavimams. |
Apibendrinant, Geležies pagrindu kalti aukštos temperatūros lydiniai yra pagrindinė ir universali medžiagų klasė, leidžianti atlikti didžiulę šiuolaikinės aukštos temperatūros inžinerijos dalį. Jų kūrimas atspindi meistrišką sąnaudų ir našumo optimizavimą, todėl jie yra būtini įvairiose srityse: nuo šeimos automobilio iki elektrinės, tiekiančios elektrą.