Kõrge temperatuuriga niklisulamid
Nickel on Maal viies kõige levinum element, kuid kuni viimase sajandini oli selle äriline kasutamine piiratud kaevandamise ja rafineerimise raskuste tõttu. Reaktiivmootorite arendamine oli oluline katalüsaator niklipõhiste sulamite väljatöötamiseks, mis suudavad kõrgel temperatuuril säilitada kõrge tugevuse.
Nikli sulamispunkt on 1453 kraadi Celsiuse, mis on palju kõrgem kui metallid nagu vask (1084 kraadi Celsius) ja alumiinium (660 kraadi Celsius), kuid palju madalamad kui metallid nagu volfram (3400 kraadi Celsius). Kuid kõrge temperatuuri jõudlus ei puuduta ainult metalli sulamistemperatuuri, vastasel juhul kasutataks laiemalt rauda (Celsiuse 1150 kraadi) või terast (1400 kraadi). Veel üks nikli- ja niklisulamite omadus on nende võime moodustada kuumutamisel paks ja stabiilne passiivne oksiidikiht, mis kaitseb neid edasise korrosiooni eest, mis võimaldab neil töötada kõrgetel temperatuuridel. See oksiidikiht võib olla kuni mitu mikronit, sõltuvalt metalli temperatuurist ja keskkonnast. Niklisulamid on vastupidavad ka karburisatsiooni suhtes, mis on süsiniku esinemine kõrgel temperatuuril, näiteks gaaside pragunemise ajal erinevatel keemilistel töötlemisel või rafineerimisoperatsioonidel.
Tugevdamismehhanismid
Sõltuvalt konkreetsest sulamist hoitakse selle kõrge temperatuuri tugevust tahke lahuse tugevdamise või sademete tugevdamisega. Tahke lahuse tugevdamise mehhanism on legeerivate elementide aatomite lisamine nikli kristallvõrele. See kristallstruktuuri häirimine muudab deformatsiooni keerukamaks, aeglustades või ennetades ära "nihestuste" liikumist. Tugevuse suurendamiseks lisatakse selliseid elemente nagu molübdeen (Alloy 625, UNS N06625, 2.4856).
Sademete tugevdamisel kombineeritakse väikestes kogustes nioobiumi, titaani ja alumiiniumi nikliga, moodustades metallidevahelisi sademeid. Need sademed moodustuvad lõpliku kuumtöötluse ajal, tuntud ka kui vananemine. Need sademed aeglustavad ka dislokatsioonide liikumist kristallstruktuuris, mis suurendab tugevust ja sitkust. Kõrgematel temperatuuridel vähendab see mehhanism ka hiilimise tõenäosust, mida kasutatakse hästi kosmoserakendustes. Nickel alloys that utilize precipitation strengthening include Inconel 718 (Alloy 718, UNS N07718, 2.4668), Inconel 725 (Alloy 725, UNS N07725), Incoloy 925 (Alloy 925, UNS N09925), and Monel K-500 (Alloy K-500, UNS N05500, 2.4375).
Sellised sulamid nagu Inconel 718 ja Inconel 625 säilitavad suurema osa oma mehaanilistest omadustest temperatuuridel kuni 650 kraadi Celsius (1200 kraadi Fahrenheiti), kuid seda saab valikuliselt kasutada temperatuuridel, mis lähenevad 1000 kraadi Celsiuseni (1800 kraadi Fahrenheiti).
Kuna nikli sulamid hõlpsalt paljude teiste metallidega, võib see lisaks tugevusele parandada ka korrosioonikindlust ja muid füüsilisi omadusi. Kroomi ja molübdeeni lisatakse sageli korrosiooni ja oksüdatsiooniresistentsuse suurendamiseks, eriti molübdeeni, mida peetakse patustamiskindluse parandamiseks. Vaske kasutatakse ka Incoloy 825 sulamis, et suurendada selle resistentsust selliste hapete nagu väävel-, fosfor- ja vesinikkloriinhapete suhtes.
