Žiaruvzdorná zliatina, tiež známa ako superzliatina, má veľký význam pre priemyselné oddelenia a aplikačné technologické oblasti pri vysokých teplotách.
Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší je bod topenia kovových materiálov, tým vyšší je teplotný limit, ktorý možno použiť. S nárastom teploty totiž výrazne klesajú mechanické vlastnosti kovových materiálov a úmerne tomu stúpa trend oxidačnej korózie. Preto môžu všeobecné kovové materiály po dlhú dobu fungovať iba pri 500 stupňoch ~ 600 stupňoch. Kov, ktorý môže pracovať pri vysokej teplote vyššej ako 700 stupňov, sa všeobecne nazýva tepelne odolná zliatina. "Tepelná odolnosť" znamená, že si môže udržať dostatočnú pevnosť a dobrú odolnosť proti oxidácii pri vysokej teplote.
Existujú dva spôsoby, ako zlepšiť odolnosť ocele voči oxidácii: jedným je pridanie Cr, Si, Al a iných legujúcich prvkov do ocele, alebo vykonanie úpravy zliatiny Cr, Si, Al na povrchu ocele. Môžu rýchlo vytvoriť hustý oxidový film v oxidačnej atmosfére a pevne sa pripojiť k povrchu ocele, čím účinne zabraňujú pokračovaniu oxidácie. Druhým je vytváranie povlakov z oxidu, karbidu, nitridu a iných vysokoteplotných povlakov na povrchu ocele rôznymi spôsobmi.
Existuje mnoho spôsobov, ako zlepšiť pevnosť ocele pri vysokých teplotách. Z chemického hľadiska štruktúry a vlastností existujú zhruba dve hlavné metódy:
Jedným z nich je zvýšenie väzbovej sily medzi atómami v oceli pri vysokých teplotách. Poukazuje sa na to, že sila väzby v kovoch súvisí najmä s počtom nespárovaných elektrónov v atómoch. Z periodickej tabuľky je kovová väzba prvku VI B najsilnejšia v rovnakom období. Preto pridávanie atómov Cr, Mo, W do ocele má najlepší účinok.
Ďalším je pridanie prvkov, ktoré môžu vytvárať rôzne karbidy alebo intermetalické zlúčeniny na spevnenie oceľovej matrice. Karbidy generované z množstva prechodných kovov a atómov uhlíka patria medzi intersticiálne zlúčeniny. Pridávajú zložky kovalentnej väzby na báze kovových väzieb, preto majú veľkú tvrdosť a vysoký bod topenia. Napríklad pridanie W, Mo, V, Nb môže generovať WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC a iné karbidy, čím sa zvyšuje pevnosť ocele pri vysokých teplotách.
Okrem žiaruvzdorných zliatin na báze železa je možné zliatinovou metódou pripraviť aj žiaruvzdorné zliatiny na báze niklu, molybdénu, nióbu a volfrámu. Majú dobré mechanické vlastnosti a chemickú stabilitu pri vysokých teplotách. Spomedzi nich je zliatina na báze niklu najlepším super tepelne odolným kovovým materiálom a matrica v štruktúre je Ni? Cr? Pevný roztok kovovej zlúčeniny Co a Ni3Al sa môže po spracovaní použiť pri 1000 stupňoch ~ 1100 stupňoch.
