Aloi tahan haba, juga dikenali sebagai superalloy, adalah sangat penting untuk jabatan perindustrian dan bidang teknologi aplikasi di bawah keadaan suhu tinggi.
Secara umumnya, semakin tinggi takat lebur bahan logam, semakin tinggi had suhu yang boleh digunakan. Ini kerana dengan peningkatan suhu, sifat mekanikal bahan logam berkurangan dengan ketara, dan trend kakisan pengoksidaan meningkat dengan sewajarnya. Oleh itu, bahan logam am hanya boleh bekerja pada 500 darjah ~ 600 darjah untuk masa yang lama. Logam yang boleh bekerja pada suhu tinggi lebih tinggi daripada 700 darjah biasanya dipanggil aloi tahan haba. "Rintangan haba" bermakna ia boleh mengekalkan kekuatan yang mencukupi dan rintangan pengoksidaan yang baik di bawah suhu tinggi.
Terdapat dua cara untuk meningkatkan rintangan pengoksidaan keluli: satu ialah menambah Cr, Si, Al dan unsur mengaloi lain ke dalam keluli, atau menjalankan rawatan mengaloi Cr, Si, Al pada permukaan keluli. Mereka dengan cepat boleh membentuk filem oksida padat dalam suasana pengoksidaan dan melekat dengan kuat pada permukaan keluli, dengan itu berkesan menghalang pengoksidaan daripada berterusan. Yang lain adalah untuk membentuk takat lebur tinggi oksida, karbida, nitrida dan salutan tahan suhu tinggi yang lain pada permukaan keluli dengan pelbagai kaedah.
Terdapat banyak cara untuk meningkatkan kekuatan suhu tinggi keluli. Dari sudut pandangan kimia struktur dan sifat, terdapat kira-kira dua kaedah utama:
Salah satunya adalah untuk meningkatkan daya ikatan antara atom dalam keluli pada suhu tinggi. Telah dinyatakan bahawa kekuatan ikatan dalam logam terutamanya berkaitan dengan bilangan elektron tidak berpasangan dalam atom. Daripada jadual berkala, ikatan logam unsur VI B adalah yang paling kuat dalam tempoh yang sama. Oleh itu, menambahkan atom Cr, Mo, W ke dalam keluli mempunyai kesan terbaik.
Yang lain ialah menambah unsur-unsur yang boleh membentuk pelbagai karbida atau sebatian antara logam untuk menguatkan matriks keluli. Karbida yang dihasilkan daripada beberapa logam peralihan dan atom karbon tergolong dalam sebatian interstisial. Mereka menambah komponen ikatan kovalen berdasarkan ikatan logam, jadi ia mempunyai kekerasan yang hebat dan takat lebur yang tinggi. Sebagai contoh, menambah W, Mo, V, Nb boleh menjana WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC dan karbida lain, sekali gus meningkatkan kekuatan suhu tinggi keluli.
Sebagai tambahan kepada aloi tahan haba berasaskan besi, berasaskan nikel, berasaskan molibdenum, berasaskan niobium dan aloi tahan haba berasaskan tungsten juga boleh disediakan dengan kaedah aloi. Mereka mempunyai sifat mekanikal yang baik dan kestabilan kimia pada suhu tinggi. Antaranya, aloi asas nikel adalah bahan logam tahan haba super terbaik, dan matriks dalam struktur ialah Ni? Cr? Larutan pepejal sebatian logam Co dan Ni3Al boleh digunakan pada 1000 darjah ~ 1100 darjah selepas rawatan.
