Hochtemperatur-Legierungsblech ist ein Spezialwerkstoff, der auch unter hohen Temperaturen hervorragende Eigenschaften aufweist. Er findet breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Energiewirtschaft, der Chemieindustrie und anderen Bereichen. Seine Vorteile zeigen sich vor allem in folgenden Aspekten:

1. Ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität

Hohe Festigkeitsbeständigkeit: Selbst bei hohen Temperaturen über 600 °C behält das Material seine hohe Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dauerfestigkeit und erweicht nicht rapide mit steigender Temperatur. Nickelbasierte Superlegierungen beispielsweise weisen auch bei Temperaturen um 1000 °C noch ausreichende mechanische Eigenschaften auf und erfüllen damit die Anforderungen kritischer Bauteile wie Turbinenschaufeln.

Kriechfestigkeit: Bei langfristiger Belastung unter hohen Temperaturen zeigt das Material nur minimale Verformung (Kriechfestigkeit) und verhindert so ein Versagen durch langsame Strukturverformung. Dies ist entscheidend für Anlagen wie Turbinen und Kessel, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck betrieben werden.

2. Ausgezeichnete Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit

Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen: In heißer Luft oder in heißen Gasen bildet das Material auf seiner Oberfläche einen dichten Oxidfilm (z. B. Cr₂O₃ oder Al₂O₃), der weiteren Sauerstoffangriff verhindert, oxidativer Korrosion wirksam entgegenwirkt und die Lebensdauer verlängert. So weisen beispielsweise Legierungsplatten mit Chrom und Aluminium auch bei Temperaturen über 1000 °C eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit auf.

Korrosionsbeständigkeit: Hochtemperaturlegierungen sind beständig gegen saure und alkalische Gase (wie Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid), geschmolzene Metalle und Salze und eignen sich daher für komplexe Umgebungen wie chemische Reaktoren, Müllverbrennungsanlagen und Kernreaktoren.

3. Ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und Strukturstabilität

Verarbeitbarkeit: Trotz ihrer hohen Festigkeit können Hochtemperaturlegierungen durch Verfahren wie Schmieden, Walzen und Schweißen in eine Vielzahl von Formen gebracht werden, darunter Platten und Rohre, um den strukturellen Anforderungen verschiedener Anlagen gerecht zu werden (z. B. hitzebeständige Stahlplatten für große Kessel und Brennkammerpaneele für Flugzeugtriebwerke).

Mikrostrukturelle Stabilität: Selbst bei langjährigem Einsatz bei hohen Temperaturen ist mit keinen signifikanten Veränderungen der inneren metallografischen Struktur (wie z. B. der Legierungsphase und der Kornstruktur) zu rechnen. Dies verhindert Leistungseinbußen durch strukturelle Degradation und gewährleistet einen langfristig zuverlässigen Betrieb des Materials.

4. Breiter Temperaturbereich, geeignet für extreme Umgebungen

Legierungsplatten decken den Temperaturbereich von mittelhohen Temperaturen (600 °C) bis hin zu ultrahohen Temperaturen (über 1200 °C) ab. Legierungsplatten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen eignen sich für verschiedene Anwendungen: Eisenlegierungen beispielsweise sind für Temperaturen zwischen 600 und 800 °C geeignet, Nickellegierungen für Temperaturen zwischen 800 und 1200 °C und Kobaltlegierungen können kurzzeitig bei höheren Temperaturen eingesetzt werden.

Sie sind in der Lage, den kombinierten Auswirkungen hoher Temperaturen und mechanischer Belastungen standzuhalten. Beispielsweise müssen Turbinenscheiben in Flugzeugtriebwerken sowohl den hohen Temperaturen der Verbrennungsgase als auch den durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit erzeugten Zentrifugalkräften widerstehen.

5. Leichtbau- und Energiesparpotenzial

Im Vergleich zu herkömmlichen hitzebeständigen Stählen weisen einige Hochtemperaturlegierungen (wie z. B. Legierungen auf Nickelbasis und auf Titan-Aluminiumbasis) bei gleicher Hochtemperaturleistung eine geringere Dichte auf, was zur Gewichtsreduzierung von Anlagen beiträgt (z. B. zur Verringerung des Strukturgewichts und des Energieverbrauchs in der Luft- und Raumfahrtindustrie).

Aufgrund ihrer überlegenen Temperaturbeständigkeit und Langlebigkeit können sie die Häufigkeit der Gerätewartung und die Kosten für den Austausch reduzieren und so indirekt die Energieeffizienz verbessern (beispielsweise kann die Verwendung von Hochtemperaturlegierungsplatten in Kraftwerkskesseln die Verbrennungstemperaturen und die Stromerzeugungseffizienz erhöhen).