Superlegierung
Definition Superlegierung
Als Superlegierungen bezeichnet man speziell entwickelte Metalllegierungen, die selbst unter extremen Bedingungen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften behalten. Sie sind besonders hitze-, oxidations- und korrosionsbeständig und werden daher vor allem in Hochleistungsanwendungen eingesetzt. Ihre Herstellung kann sowohl pulvermetallurgisch als auch schmelzmetallurgisch erfolgen. Der Begriff stammt ursprünglich aus der Luft- und Raumfahrt, findet aber heute in vielen weiteren Bereichen Anwendung, in denen höchste Materialanforderungen gefragt sind.
Typischerweise haben Superlegierungen eine Nickel-, Kobalt- oder Eisenbasis, denen verschiedene Legierungselemente wie Chrom, Molybdän, Aluminium oder Titan zugesetzt werden. Diese Zusätze sorgen für eine gezielte Beeinflussung der Eigenschaften wie Festigkeit, Temperaturbeständigkeit oder chemische Stabilität.
Welche Eigenschaften zeichnen Superlegierungen aus?
Superlegierungen sind für ihre außergewöhnliche Festigkeit bei hohen Temperaturen, hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit sowie ihre langfristige Stabilität unter mechanischer Belastung bekannt. Sie kommen oft dort zum Einsatz, wo andere Werkstoffe versagen würden – etwa bei Temperaturen über 700 °C oder in stark aggressiven Umgebungen.
Darüber hinaus weisen viele Superlegierungen eine hohe Ermüdungsfestigkeit und Kriechbeständigkeit auf, was sie für den Dauerbetrieb unter hohen Belastungen prädestiniert. Durch gezielte Wärmebehandlung lassen sich die Gefügeeigenschaften zusätzlich optimieren, etwa durch Ausscheidungshärtung oder spezielle Schweißverfahren. Auch ihre Beständigkeit gegenüber chemischer Reaktion mit zum Beispiel Abgasen oder Salzen macht sie zu gefragten Werkstoffen im Hightech-Bereich.
Welche Superlegierungen gibt es und wofür werden sie eingesetzt?
Zu den bekanntesten Superlegierungen zählen Inconel, Hastelloy, Waspaloy oder Rene 41. Sie kommen überwiegend in Hochtemperaturbereichen zum Einsatz, zum Beispiel in Gasturbinen, Triebwerkskomponenten, chemischen Reaktoren oder Kernkraftwerken. Auch in der Medizintechnik, etwa bei Implantaten, und im Werkzeugbau für hochbeanspruchte Formeinsätze oder Düsen sind Superlegierungen gefragt.
Im Metallbau sind sie weniger verbreitet als im Anlagen- oder Turbinenbau, können aber bei besonders anspruchsvollen Spezialanfertigungen – etwa in der Chemie- oder Energietechnik – eine Rolle spielen. Hier liefern sie zuverlässige Ergebnisse, wenn konventionelle Edelstähle an ihre Grenzen stoßen.
