Le leghe ad alta temperatura sono una classe di materiali metallici a base di ferro, nichel e cobalto che possono funzionare per periodi prolungati a temperature superiori a 600 gradi e sotto determinate sollecitazioni. Presentano una combinazione di resistenza alle alte temperature, eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione a caldo, buone prestazioni alla fatica e tenacità alla frattura. Questi materiali sono conosciuti in Europa e negli Stati Uniti come superleghe. Sono tipicamente utilizzati in componenti soggetti a funzionamento a lungo termine ad alte temperature (600-1200 gradi) e condizioni di stress complesse.
Le leghe a base di nichel sono attualmente le leghe ad alta temperatura più utilizzate, utilizzate principalmente in ambienti ad alta temperatura, acidi o basi forti e ambienti fortemente ossidanti. Il loro sviluppo e utilizzo iniziarono alla fine degli anni '30, spinti dall'emergere degli aerei a reazione, che imponevano requisiti più elevati in termini di prestazioni delle leghe ad alta temperatura.
In base alle prestazioni, sono classificati come segue:
Leghe resistenti alla corrosione a base di nichel:I principali elementi di lega sono rame, cromo e molibdeno. Offrono eccellenti proprietà generali e sono resistenti a vari tipi di corrosione acida e tensocorrosione. Le principali leghe resistenti alla corrosione a base di nichel includono leghe di nichel-rame (Ni-Cu) (Monel), leghe di nichel-cromo (Ni-Cr) (leghe resistenti al calore a base di nichel, comprese le serie Incoloy e Inconel), leghe di nichel-molibdeno (Ni-Mo) (serie Hastelloy B) e leghe di nichel-cromo-molibdeno (Ni-Cr-Mo) (principalmente la serie Hastelloy C). Il nichel puro è anche un tipico rappresentante delle leghe resistenti alla corrosione a base di nichel.
Leghe resistenti all'usura a base di nichel:I principali elementi di lega sono cromo, molibdeno e tungsteno, con piccole quantità di niobio, tantalio e indio. Oltre alla resistenza all'usura, offrono anche un'eccellente resistenza all'ossidazione, alla corrosione e alla saldabilità.
Leghe di precisione a base di nichel:Questi includono leghe magnetiche morbide a base di nichel, leghe per resistenza di precisione a base di nichel e leghe per riscaldamento elettrico a base di nichel. La lega magnetica morbida più comunemente usata è la Permalloy, che contiene circa l'80% di nichel. Presenta elevate permeabilità massime e iniziali e una bassa coercività, che lo rendono un materiale di base importante nell'industria elettronica. Le leghe per resistenza di precisione a base di nichel, composte principalmente da cromo, alluminio e rame, offrono elevata resistività, un coefficiente di resistività a bassa temperatura ed eccellente resistenza alla corrosione, rendendole ideali per i resistori. Le leghe per riscaldamento elettrico a base di nichel sono leghe di nichel contenenti il 20% di cromo. Presentano un'eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione e possono funzionare per periodi prolungati a temperature comprese tra 1000 gradi e 1100 gradi.
Leghe a memoria di forma a base nichel:Le leghe di nichel contenenti il 50% di titanio (at%) hanno una temperatura di recupero di 70 gradi e presentano eccellenti proprietà di memoria di forma. Variando leggermente il rapporto nichel-titanio, la temperatura di recupero può essere regolata entro un intervallo compreso tra 30 gradi e 100 gradi.
