Η σύνθεση των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας βασίζεται συνήθως σε σίδηρο (Fe), νικέλιο (NI) και κοβάλτιο (CO) και προστίθενται διάφορα στοιχεία ενίσχυσης για τη βελτίωση της απόδοσης υψηλής θερμοκρασίας. Η συγκεκριμένη σύνθεση μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες κατηγορίες:
1.
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το Iriron: με το σίδερο ως κύριο συστατικό (όπως το Fe-25Ni-16CR-6MO), η θερμοκρασία εργασίας είναι γενικά 600 ~ 800 βαθμούς και προστίθενται στοιχεία όπως το χρώμιο (CR), το νικέλιο (Ni) και το μολυβδαινικό (MO).
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το NNICKEL: Η περιεκτικότητα σε νικέλιο υπερβαίνει το 50%, με καλύτερη αντοχή υψηλής θερμοκρασίας (έως 1000 μοίρες), που χρησιμοποιείται ευρέως σε βασικά συστατικά όπως λεπίδες στροβίλου κινητήρα και τυπικές συνθέσεις όπως το GH99 (που περιέχει 50-55% νικέλιο και 20-24% χρωμίου).
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το COCOBALT: Η περιεκτικότητα σε κοβάλτιο είναι περίπου 60%, με εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα αλλά σπάνια πόρους και συχνά χρησιμοποιούνται σε ακραία περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας (όπως τα εξαρτήματα θερμής έκτασης του κινητήρα αεροσκαφών).
2. Ενίσχυση στοιχείων
Τα στοιχεία κατά της οξείδωσης και ανθεκτικών στη διάβρωση: το χρωμίου (CR) σχηματίζει μια πυκνή μεμβράνη οξειδίου και το αλουμίνιο (AL) και το τιτάνιο (Ti) ενισχύουν τη σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας.
Στοιχεία ενίσχυσης στερεού διαλύματος: Το μολυβδαινικό (ΜΟ) και το βολφραμικό (W) βελτιώνουν την αντοχή υψηλής θερμοκρασίας και την αντοχή της ερπυσμού μέσω της παραμόρφωσης του πλέγματος, όπως το GH1180 που περιέχει 8-10% μολυβδαινικό.
Στοιχεία ενίσχυσης βροχόπτωσης γήρανσης: αλουμινίου (AL), τιτανίου (TI) και φάσης νικελίου (Ni₃al/Ti), η οποία βελτιώνει σημαντικά τη δύναμη του κράματος.
3. Άλλα ίχνος που προστίθενται στοιχεία Carbon (C), πυρίτιο (SI), μαγγάνιο (MN) κλπ. Χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της απόδοσης επεξεργασίας ή της οργανωτικής σταθερότητας, όπως το GH3230 που περιέχει 0,05-0,15% άνθρακας.
Περίληψη: Ο σχεδιασμός σύνθεσης των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας βασίζεται σε στοιχεία της μήτρας (Fe/Ni/Co) και η υψηλή αντοχή, η αντοχή στην οξείδωση και η αντίσταση ερπυσμού σε υψηλές θερμοκρασίες επιτυγχάνονται μέσω της συνεργιστικής επίδρασης πολλαπλών στοιχείων. Η συγκεκριμένη αναλογία ποικίλλει ανάλογα με το σενάριο εφαρμογής.
