
Lidhjet me bazë hekuri të temperaturës së lartë janë një klasë materialesh metalike me hekur (Fe) si elementin kryesor, të krijuara për të ruajtur forcën e mirë mekanike dhe rezistencën ndaj degradimit (si oksidimi) në temperatura të larta, zakonisht në rangun nga 540°C deri në 760°C (1000°F deri në 14). Emërtimi "i farkëtuar" tregon se ato janë formuar nga procese termomekanike të tilla si rrotullimi i nxehtë, farkëtimi ose nxjerrja, të cilat përsosin mikrostrukturën e tyre për të siguruar një kombinim të favorshëm të forcës, duktilitetit dhe fabrikueshmërisë.
Ato shërbejnë si një zgjidhje me kosto efektive dhe shumë të gjithanshme për një gamë të gjerë aplikimesh në temperaturë të lartë, duke kapërcyer hendekun e performancës midis çeliqeve inox dhe superaliazheve më të shtrenjta me bazë nikel ose kobalt.
Rezistencë e mirë ndaj temperaturës së lartë dhe rezistencë ndaj zvarritjes: Ato i rezistojnë deformimit dhe sforcimit (zvarritjes) të ngadaltë, të varur nga koha nën ngarkesë mekanike në temperatura të ngritura, megjithëse kufiri i tyre i sipërm i temperaturës është përgjithësisht më i ulët se ai i superaliazheve me bazë nikel.
Rezistencë e shkëlqyer ndaj oksidimit dhe korrozionit: Një veçori kryesore është aftësia e tyre për të formuar një shkallë mbrojtëse, ngjitëse të kromit (Cr2O3) në sipërfaqe, falë përmbajtjes së lartë të kromit (zakonisht 12-28%). Shumë lloje përmbajnë gjithashtu silikon (Si) dhe alumin (Al) për të formuar peshore edhe më të qëndrueshme.
Efektshmëria e kostos: Bazuar në një matricë hekuri, ato janë dukshëm më pak të shtrenjta se alternativat e bazuara në nikel ose kobalt, duke i bërë ato materialin e zgjedhur për aplikime në shkallë të gjerë ose të ndjeshme ndaj kostos.
Fabrikueshmëri e mirë: Natyra e tyre e punuar do të thotë se ato mund të formohen, përpunohen dhe saldohen lehtësisht në komponentë komplekse duke përdorur praktikat standarde industriale.
Performanca në temperaturë të lartë e këtyre lidhjeve arrihet përmes disa mekanizmave sinergjikë:
Forcimi i tretësirës së ngurtë: Elementë si molibden (Mo), tungsten (W) dhe kromi (Cr) treten në matricën e hekurit, duke penguar lëvizjen e dislokimit dhe duke siguruar forcën bazë.
Forcimi i reshjeve të karabit: Formimi i karbiteve të qëndrueshme (p.sh., M23C6, MC, ku M është Cr, Mo, Nb) në kufijtë e kokrrizave dhe brenda kokrrizave ndihmon në fiksimin e dislokimeve dhe kufijve të kokrrizave, duke rritur forcën dhe rezistencën ndaj zvarritjes.
Reshjet e nitridit dhe karbonitrit: Në lidhje të caktuara, elementë si niobiumi (Nb) dhe titani (Ti) formojnë nitride të imëta ose karbonitride që sigurojnë forcimin shtesë të reshjeve.
Stabiliteti mikrostrukturor: Përbërjet e aliazhit janë të balancuara për t'i rezistuar ashpërsimit të këtyre fazave forcuese dhe formimit të përbërjeve të dëmshme ndërmetalike gjatë ekspozimit afatgjatë ndaj nxehtësisë.
Lidhjet e përpunuara me bazë hekuri me temperaturë të lartë janë punë në shumë industri:
Prodhimi i energjisë:
Tehet dhe disqet e turbinave në turbinat me avull dhe fazat me temperaturë më të ulët të turbinave me gaz.
Tuba bojleri, Tuba Superngrohës dhe Ngrohës, dhe këmbyes nxehtësie në termocentralet me lëndë djegëse fosile.
Automobilistikë:
Shtresat e turbombushësve (Banesat e turbinave) që duhet të përballojnë temperaturat e gazit të shkarkimit.
Kolektorët e shkarkimit dhe tubat e shkarkimit.
Furrat industriale dhe trajtimi termik:
Tuba rrezatues, muffles, tabaka dhe shporta të përdorura në karburizimin, pjekjen dhe procese të tjera të trajtimit të nxehtësisë.
Petrokimike dhe rafinim:
Tuba për bobinat e furrës dhe tubacionet për rrjedhat e procesit me temperaturë të lartë në krisur dhe reformatorë katalitikë.
Tabela e mëposhtme përmbledh veçoritë kryesore për një përmbledhje të shpejtë:
| Veçori | Përshkrimi | Avantazhi |
| Elementi bazë | Hekuri (Fe), me të lartë Krom (Cr) përmbajtjen. | Ofron një bazë me kosto efektive me rezistencë të natyrshme oksidimi. |
| Rruga e prodhimit | Përpunim termomekanik (Rrotullim i nxehtë, Formëzimi). | Rezulton në një strukturë uniforme, me grimca të imta me duktilitet dhe rezistencë të mirë. |
| Forcuesit kryesorë | Tretësirë e ngurtë (Mo, W); Karbidet (Cr, Nb, Mo). | Ofron një kombinim të ekuilibruar të forcës në temperaturë të lartë dhe stabilitetit mikrostrukturor. |
| Gama e temperaturës | Performancë e mirë deri në ~760°C (1400°F). | Plotëson boshllëkun kritik të performancës midis çeliqeve standarde inox dhe superaliazheve të nikelit. |
| Përfitimi kryesor | Një ekuilibër optimal i performancës, fabrikueshmërisë dhe kostos. | Zgjidhja më ekonomike për një numër të madh sfidash inxhinierike me temperaturë të lartë. |
| Lidhjet dhe llojet e zakonshme | Austenitik (p.sh., 304H, 316H, 321H, 347H); Ferritik (p.sh., 446); Reshjet-I ngurtësueshëm (p.sh., A-286, 17-4PH). | Ofron një përzgjedhje të gjerë për kërkesat e ndryshme të temperaturës, forcës dhe korrozionit. |
Në përmbledhje, Lidhjet e përpunuara me temperaturë të lartë me bazë hekuri janë një klasë themelore dhe e gjithanshme e materialeve që mundësojnë një pjesë të madhe të inxhinierisë moderne të temperaturës së lartë. Zhvillimi i tyre përfaqëson një optimizim mjeshtëror të kostos dhe performancës, duke i bërë ato të domosdoshme për aplikime që variojnë nga makina e familjes deri te termocentrali që furnizon me energjinë e tij elektrike.