
Коване легуре високе температуре на бази гвожђа су класа металних материјала са гвожђем (Фе) као главним елементом, пројектованих да одрже добру механичку чврстоћу и отпорност на деградацију (попут оксидације) на повишеним температурама, обично у опсегу од 540°Ц до 760°Ц (1000°Ф до 1400°). Ознака „кована“ означава да су обликовани термомеханичким процесима као што су топло ваљање, ковање или екструзија, који побољшавају њихову микроструктуру да би обезбедили повољну комбинацију чврстоће, дуктилности и могућности израде.
Они служе као исплативо и веома разноврсно решење за широк спектар примена на високим температурама, премошћујући јаз у перформансама између нерђајућег челика и скупљих суперлегура на бази никла или кобалта.
п>Добра високотемпературна чврстоћа и отпорност на пузање: Отпорне су на деформацију и споро, временски зависно напрезање (пузање) под механичким оптерећењем на повишеним температурама, иако је њихова горња температурна граница генерално нижа од оне код суперлегура на бази никла.
Одлична отпорност на оксидацију и корозију: Кључна карактеристика је њихова способност да формирају заштитну, приањајућу љуску хрома (Цр₂О₃) на површини, захваљујући високом садржају хрома (обично 12-28%). Многи слојеви такође садрже силицијум (Си) и алуминијум (Ал) како би се формирале још стабилније љуске.
Исплативост: Засноване на гвозденој матрици, оне су знатно јефтиније од алтернатива на бази никла или кобалта, што их чини изборним материјалом за велике примене или апликације које су осетљиве на трошкове.
Добра могућност израде: Њихова кована природа значи да се могу лако формирати, машински обрађивати и заваривати у сложене компоненте користећи стандардне индустријске праксе.
Високотемпературне перформансе ових легура постижу се кроз неколико синергијских механизама:
Јачање чврстог раствора: Елементи попут молибдена (Мо), волфрама (В) и хрома (Цр) се растварају у матрици гвожђа, ометајући кретање дислокације и обезбеђујући основну снагу.
Јачање преципитације карбида: Формирање стабилних карбида (нпр. М₂₃Ц₆, МЦ, где је М Цр, Мо, Нб) на границама зрна и унутар зрна помаже да се закаче дислокације и границе зрна, повећавајући снагу и отпорност на пузање.
Таложење нитрида и карбонитрида: У одређеним легурама, елементи као што су ниобијум (Нб) и титан (Ти) формирају фине нитриде или карбонитриде који обезбеђују додатно ојачање таложења.
Микроструктурна стабилност: Композиције легуре су избалансиране како би се одупрле грубости ових фаза ојачања и формирању штетних интерметалних једињења током дуготрајног излагања топлоти.
Коване легуре високе температуре на бази гвожђа представљају радну снагу у бројним индустријама:
Производња енергије:
Лопатице и дискови турбина у парним турбинама и нискотемпературним степенима гасних турбина.
Цеви за котлове, цеви за прегрејаче и прегрејаче, и измењивачи топлоте у електранама на фосилна горива.
Аутомобили:
Кућишта турбопуњача (кућишта турбина) која морају да издрже температуру издувних гасова.
Издувни колектори и одводне цеви.
Индустријске пећи и топлотна обрада:
Радиант цеви, пригушивачи, тацни и корпе које се користе у процесима карбуризације, жарења и других процеса термичке обраде.
Петрохемија и прерада:
Цеви за намотаје пећи и цеви за високотемпературне процесне токове у каталитичким крекерима и реформаторима.
Следећа табела сумира кључне карактеристике за брзи преглед:
| Феатуре | Опис | Предност |
| Основни елемент | гвожђе (Фе), са високим хром (Цр) садржаја. | Пружа исплативу подлогу са инхерентном отпорношћу на оксидацију. |
| Мануфацтуринг Роуте | Термомеханичка обрада (вруће ваљање, ковање). | Резултат је уједначена, фино зрнаста структура са добром дуктилношћу и жилавошћу. |
| Кључна средства за јачање | Чврсти раствор (Мо, В); Карбиди (Цр, Нб, Мо). | Пружа уравнотежену комбинацију чврстоће на високим температурама и микроструктурне стабилности. |
| Температурни опсег | Добре перформансе до ~760°Ц (1400°Ф). | Попуњава критични јаз у перформансама између стандардних нерђајућих челика и суперлегура никла. |
| Кључна предност | Оптимална равнотежа перформанси, могућности израде и цене. | Најекономичније решење за велики број инжењерских изазова на високим температурама. |
| Уобичајене легуре и типови | Аустенит (нпр., 304Х, 316Х, 321Х, 347Х); Феритни (нпр. 446); Отврдњавање на падавинама (нпр. А-286, 17-4ПХ). | Нуди широк избор за различите захтеве температуре, чврстоће и корозије. |
Укратко, Коване легуре високе температуре на бази гвожђа су фундаментална и разноврсна класа материјала који омогућавају велики део савременог инжењеринга високих температура. Њихов развој представља мајсторску оптимизацију трошкова и перформанси, чинећи их незаменљивим за апликације у распону од породичних аутомобила до електране која снабдева струјом.