Toplotno odporna zlitina, znana tudi kot superzlitina, je velikega pomena za industrijske oddelke in področja aplikacijske tehnologije pri visokih temperaturah.
Na splošno velja, da višje kot je tališče kovinskih materialov, višja je temperaturna meja, ki jo je mogoče uporabiti. To je zato, ker se s povišanjem temperature mehanske lastnosti kovinskih materialov bistveno zmanjšajo, zato se poveča trend oksidacijske korozije. Zato lahko splošni kovinski materiali dolgo časa delujejo le pri 500 ~ 600 stopinjah. Kovina, ki lahko deluje pri visoki temperaturi nad 700 stopinj, se na splošno imenuje toplotno odporna zlitina. "Toplotna odpornost" pomeni, da lahko ohrani zadostno trdnost in dobro odpornost proti oksidaciji pri visoki temperaturi.
Obstajata dva načina za izboljšanje odpornosti jekla proti oksidaciji: eden je dodajanje Cr, Si, Al in drugih legirnih elementov v jeklo ali izvajanje obdelave z legiranjem Cr, Si, Al na površini jekla. V oksidacijski atmosferi lahko hitro tvorijo gost oksidni film in se trdno pritrdijo na jekleno površino ter tako učinkovito preprečijo nadaljevanje oksidacije. Drugi je oblikovanje oksidnih, karbidnih, nitridnih in drugih prevlek z visokim tališčem na površini jekla z različnimi metodami.
Obstaja veliko načinov za izboljšanje visokotemperaturne trdnosti jekla. S kemijskega vidika strukture in lastnosti obstajata približno dve glavni metodi:
Ena je povečati vezno silo med atomi v jeklu pri visokih temperaturah. Poudarjeno je, da je moč vezi v kovinah povezana predvsem s številom neparnih elektronov v atomih. Iz periodnega sistema je v isti periodi najmočnejša kovinska vez elementa VI B. Zato ima dodajanje atomov Cr, Mo, W v jeklo najboljši učinek.
Drugi je dodajanje elementov, ki lahko tvorijo različne karbide ali intermetalne spojine za okrepitev jeklene matrice. Karbidi, ki nastanejo iz številnih prehodnih kovin in ogljikovih atomov, spadajo med intersticijske spojine. Dodajajo komponente kovalentne vezi na osnovi kovinskih vezi, zato imajo veliko trdoto in visoko tališče. Na primer, dodajanje W, Mo, V, Nb lahko ustvari WC, W2C, MoC, Mo2C, VC, NbC in druge karbide, s čimer se poveča trdnost jekla pri visokih temperaturah.
Poleg zlitin na osnovi železa, odpornih na vročino, je mogoče z metodo zlitin pripraviti tudi zlitine na osnovi niklja, molibdena, niobija in volframa. Imajo dobre mehanske lastnosti in kemično stabilnost pri visokih temperaturah. Med njimi je zlitina na osnovi niklja najboljši kovinski material, odporen na vročino, matrika v strukturi pa je Ni? Cr? Trdno raztopino kovinske spojine Co in Ni3Al je mogoče uporabiti pri 1000 stopinjah ~1100 stopinjah po obdelavi.
