
Кованите високотемпературни легури на база на железо се класа на метални материјали со железо (Fe) како главен елемент, дизајнирани да одржуваат добра механичка сила и отпорност на деградација (како оксидација) на покачени температури, обично во опсег од 540°C до 760°C (1000°F до 14). Ознаката „ковано“ покажува дека тие се обликувани со термомеханички процеси како што се топло валање, ковање или истиснување, кои ја усовршуваат нивната микроструктура за да обезбедат поволна комбинација на цврстина, еластичност и изработка.
Тие служат како рентабилно и многу разновидно решение за широк спектар на апликации на високи температури, премостувајќи го јазот во перформансите помеѓу не'рѓосувачките челици и поскапите суперлегури базирани на никел или кобалт.
Добра јачина на висока температура и отпорност на лази: Тие се спротивставуваат на деформација и бавно, временски зависно напрегање (лази) под механичко оптоварување при покачени температури, иако нивната горна температурна граница е генерално пониска од онаа на суперлегурите базирани на никел.
Одлична отпорност на оксидација и корозија: Клучна карактеристика е нивната способност да формираат заштитна, прилепена скала на хромијата (Cr2O3) на површината, благодарение на високата содржина на хром (обично 12-28%). Многу видови исто така содржат силициум (Si) и алуминиум (Al) за да формираат уште постабилни ваги.
Ефективност на трошоците: Врз основа на железна матрица, тие се значително поевтини од алтернативите базирани на никел или кобалт, што ги прави материјал на избор за големи или чувствителни на трошоците апликации.
Добра изработка: Нивната кована природа значи дека тие можат лесно да се формираат, обработуваат и заваруваат во сложени компоненти користејќи стандардни индустриски практики.
Високотемпературните перформанси на овие легури се постигнуваат преку неколку синергистички механизми:
Зајакнување на цврст раствор: елементи како молибден (Mo), волфрам (W) и хром (Cr) се раствораат во железната матрица, попречувајќи го движењето на дислокацијата и обезбедувајќи основна јачина.
Зајакнување на врнежите од карбид: Формирањето на стабилни карбиди (на пр., M23C6, MC, каде што M е Cr, Mo, Nb) на границите на зрната и во рамките на зрната помага да се прицврстат дислокациите и границите на зрната, зголемувајќи ја јачината и отпорноста на лазење.
Врнежи од нитрид и карбонитрид: Во одредени легури, елементите како ниобиум (Nb) и титаниум (Ti) формираат фини нитриди или карбонитриди кои обезбедуваат дополнително зајакнување на врнежите.
Микроструктурна стабилност: Составите на легурата се избалансирани за да се спротивстават на грубоста на овие фази на зајакнување и формирањето на штетни меѓуметални соединенија при долготрајна изложеност на топлина.
Кованите легури со висока температура врз основа на железо се работни коњи во бројни индустрии:
Генерирање на енергија:
Турбински сечила и дискови во парни турбини и пониски температурни фази на гасни турбини.
Цевки за котли, цевки за супергрејач и грејач и разменувачи на топлина во електрани на фосилни горива.
Автомобилство:
Куќишта на турбополначи (турбински куќишта) кои мора да ги издржат температурите на издувните гасови.
Издувни колектори и доводни цевки.
Индустриски печки и термичка обработка:
Радијантни цевки, пригушници, фиоки и корпи кои се користат во карбуризирање, жарење и други процеси на термичка обработка.
Петрохемија и рафинирање:
Цевки за калеми на печки и цевководи за текови на процеси со висока температура во каталитички крекери и реформатори.
Следната табела ги сумира клучните карактеристики за брз преглед:
| Карактеристика | Опис | Предност |
| Основен елемент | Железо (Fe), со високи Хром (Cr) содржина. | Обезбедува исплатлива основа со вродена отпорност на оксидација. |
| Производна рута | Термомеханичка обработка (топло валање, ковање). | Резултира во униформа, ситно-грануларна структура со добра еластичност и цврстина. |
| Клучни зајакнувачи | Цврст раствор (Mo, W); Карбиди (Cr, Nb, Mo). | Обезбедува избалансирана комбинација на јачина на висока температура и микроструктурна стабилност. |
| Температурен опсег | Добри перформанси до ~760°C (1400°F). | Ја пополнува критичната празнина во перформансите помеѓу стандардните нерѓосувачки челици и суперлегурите на никел. |
| Клучна придобивка | Оптимална рамнотежа на перформанси, изработка и цена. | Најекономично решение за огромен број инженерски предизвици со високи температури. |
| Вообичаени легури и типови | Аустенит (на пр., 304H, 316H, 321H, 347H); Феритик (на пр., 446); Врнежи-зацврстуваат (на пр., A-286, 17-4PH). | Нуди широк избор за различни барања за температура, јачина и корозија. |
Сумирано, Ковани легури со висока температура врз основа на железо се основна и разновидна класа на материјали кои овозможуваат огромен дел од модерното инженерство на високи температури. Нивниот развој претставува маестрална оптимизација на трошоците и перформансите, што ги прави неопходни за апликации кои се движат од семејниот автомобил до електраната што ја снабдува нејзината електрична енергија.