Čelik otporan na toplinu

Čelik otporan na toplinu odnosi se na čelik sa visokom temperaturnom otpornošću na oksidaciju i visokom temperaturnom čvrstoćom. Visokotemperaturna otpornost na oksidaciju je važan uslov da se osigura dugotrajan rad komada na visokoj temperaturi. Čelični dijelovi u visokotemperaturnom zraku i drugim oksidacijskim okruženjima, kisikom i čeličnom površinskom kemijskom reakcijom za formiranje različitih slojeva željeznog oksida, oksidni sloj je vrlo labav, izgubio je originalne karakteristike čelika, lako pada. Kako bi se poboljšala otpornost čelika na oksidaciju pri visokim temperaturama, legirani elementi se dodaju čeliku kako bi se promijenila struktura oksida. Uobičajeni elementi od legure su hrom, silicijum, aluminijum i tako dalje. Reaguju s kisikom i formiraju gust, stabilan oksidni sloj ili pasivacijski sloj Cr2O3, SiO2 ili Al2O3, kako bi zaštitili čelik od daljnje oksidacije. Dodata je količina kroma, silicija i aluminija, a otpornost čelika na oksidaciju pri visokim temperaturama je dobra, ali ako se količina silicija i aluminija doda previše, mehanička svojstva i proces čelika će se pogoršati. Stoga je čelik otporan na toplinu s kromom kao glavnim elementom legure, silicij, aluminij kao pomoćni element, ukratko, otpornost čelika na oksidaciju pri visokim temperaturama povezana je samo s kemijskim sastavom.
Čvrstoća na visokoj temperaturi odnosi se na sposobnost čelika da izdrži mehaničko opterećenje dugo vremena na visokoj temperaturi. Čelik pod visokim temperaturnim mehaničkim opterećenjem omekšava, odnosno čvrstoća opada sa porastom temperature. Drugi je puzanje, odnosno pod djelovanjem konstantnog naprezanja količina plastične deformacije se polako povećava s vremenom, a plastična deformacija čelika na visokoj temperaturi uzrokovana je klizanjem kristala i graničnim klizanjem zrna. Metoda legiranja se obično koristi za poboljšanje čvrstoće čelika na visokim temperaturama. Također je dodavanje legiranih elemenata u čelik kako bi se poboljšala sila veze između atoma i formirala povoljna organizacija. Dodavanje hroma, molibdena, volframa, vanadijuma, titana, itd., može ojačati matricu čelika, poboljšati temperaturu rekristalizacije, ali takođe može formirati pojačanu fazu karbida ili intermetalnih jedinjenja, kao što su Cr23C6, VC, TiC, itd. Ove intenzivirane faze stabilni su na visokoj temperaturi, nisu topljivi, ne agregatni agregati i održavaju svoju tvrdoću. Nikl se dodaje, uglavnom da bi se dobio austenit. Austenit je bliže raspoređen od atoma u feritu, a međuatomska sila vezivanja je jaka, pa je atomska difuzija otežana. Dakle, visoki temperaturni intenzitet austenita je bolji. Može se vidjeti da visokotemperaturna čvrstoća čelika otpornog na toplinu nije povezana samo s kemijskim sastavom, već i s tkivom.