Độ cứng màu đỏ: Khả năng duy trì độ cứng của thép ở nhiệt độ cao

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Độ cứng đỏ đề cập đến khả năng duy trì độ cứng và độ bền cơ học của vật liệu ở nhiệt độ cao, đặc biệt là khi vật liệu phát sáng đỏ rực. Tính chất này rất quan trọng trong các ứng dụng nhiệt độ cao, nơi các thành phần thép phải giữ được tính toàn vẹn về cấu trúc và khả năng chống mài mòn mặc dù phải chịu điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.

Trong lĩnh vực luyện kim rộng hơn, độ cứng đỏ đại diện cho một tập hợp con chuyên biệt của các đặc tính độ cứng nóng. Nó phân biệt một số loại thép công cụ và thép tốc độ cao với thép cacbon thông thường, thường mềm đi đáng kể ở nhiệt độ cao. Đặc tính này cho phép các công cụ cắt duy trì tính toàn vẹn về cạnh và cấu trúc của chúng ngay cả khi ma sát tạo ra nhiệt đáng kể trong quá trình gia công.

Độ cứng màu đỏ đóng vai trò là chỉ số hiệu suất cơ bản cho các vật liệu dùng cho ứng dụng nhiệt độ cao trong các ngành công nghiệp từ gia công kim loại đến kỹ thuật hàng không vũ trụ.

Bản chất vật lý và cơ sở lý thuyết

Cơ chế vật lý

Ở cấp độ vi cấu trúc, độ cứng đỏ bắt nguồn từ sự hiện diện của các hợp chất cacbua và hợp chất liên kim loại ổn định nhiệt phân tán khắp ma trận thép. Các hạt cứng này hoạt động như các vật cản đối với chuyển động trật khớp, duy trì độ bền ở nhiệt độ cao, trong khi thép thông thường sẽ bị mềm đáng kể do tính di động nguyên tử tăng lên.

Khả năng chống làm mềm xảy ra vì các loại carbide đặc biệt này (thường chứa vonfram, molypden, vanadi hoặc coban) có điểm nóng chảy cực cao và vẫn ổn định ngay cả khi ma trận xung quanh bắt đầu yếu đi. Điều này tạo ra cấu trúc bên trong giống như vật liệu tổng hợp, trong đó các hạt cứng được nhúng trong ma trận làm mềm tiếp tục chống lại sự biến dạng.

Các hiệu ứng làm cứng thứ cấp cũng có thể góp phần tạo nên độ cứng đỏ, trong đó một số phản ứng kết tủa thực sự được đẩy nhanh ở nhiệt độ cao, tạm thời bù đắp cho cơ chế làm mềm bình thường.

Mô hình lý thuyết

Mô hình lý thuyết chính mô tả độ cứng màu đỏ là mô hình tăng cường phân tán, mô hình này định lượng cách các hạt cứng phân tán cản trở chuyển động trật khớp qua cấu trúc tinh thể của vật liệu. Mô hình này được phát triển vào đầu thế kỷ 20 cùng với sự phát triển của thép tốc độ cao đầu tiên của Frederick Winslow Taylor và Maunsel White.

Mô hình làm cứng kết tủa cũng được áp dụng, đặc biệt đối với thép thể hiện hiệu ứng làm cứng thứ cấp ở nhiệt độ cao. Cách tiếp cận này tập trung vào cách các kết tủa mịn hình thành và tương tác với các sai lệch.

Các phương pháp tính toán hiện đại kết hợp các mô hình này với cơ sở dữ liệu nhiệt động lực học để dự đoán hiệu suất nhiệt độ cao, thể hiện sự tiến bộ đáng kể so với các phương pháp chủ yếu dựa trên kinh nghiệm được sử dụng trong suốt thế kỷ 20.

Cơ sở khoa học vật liệu

Độ cứng màu đỏ có mối tương quan mạnh mẽ với độ ổn định của cấu trúc tinh thể ở nhiệt độ cao. Trong các cấu trúc sắt lập phương tâm khối (BCC), độ rung nguyên tử tăng ở nhiệt độ cao thường tạo điều kiện cho chuyển động trật khớp, nhưng các cacbua đặc biệt có cấu trúc tinh thể khác nhau vẫn duy trì được tính toàn vẹn của chúng.

Ranh giới hạt đóng vai trò phức tạp trong độ cứng đỏ. Mặc dù chúng có thể đóng vai trò là các đặc điểm tăng cường ở nhiệt độ phòng, nhưng chúng thường trở thành con đường khuếch tán và làm mềm nhanh ở nhiệt độ cao. Thép có độ cứng đỏ đặc biệt thường kết hợp các cơ chế để ổn định ranh giới hạt.

Nguyên lý khoa học vật liệu cơ bản làm nền tảng cho độ cứng đỏ là mối quan hệ giữa độ ổn định vi cấu trúc và tính chất cơ học trong phạm vi nhiệt độ. Tính chất này minh họa cách hợp kim hóa và chế biến có kiểm soát có thể thay đổi đáng kể hiệu suất của vật liệu.

Biểu thức toán học và phương pháp tính toán

Công thức định nghĩa cơ bản

Độ cứng màu đỏ thường được định lượng theo tỷ lệ duy trì độ cứng ở nhiệt độ cao so với nhiệt độ phòng:

$$RH = \frac{H_T}{H_{RT}} \lần 100\%$$

Ở đâu:
- $RH$ là phần trăm giữ lại độ cứng màu đỏ
- $H_T$ là độ cứng được đo ở nhiệt độ cao T
- $H_{RT}$ là độ cứng được đo ở nhiệt độ phòng

Công thức tính toán liên quan

Hành vi độ cứng phụ thuộc vào nhiệt độ thường tuân theo mối quan hệ kiểu Arrhenius:

$$H_T = H_0 \exp\left(-\frac{Q}{RT}\right)$$

Ở đâu:
- $H_T$ là độ cứng ở nhiệt độ T (Kelvin)
- $H_0$ là hằng số vật liệu
- $Q$ là năng lượng hoạt hóa để làm mềm (J/mol)
- $R$ là hằng số khí (8,314 J/mol·K)
- $T$ là nhiệt độ tuyệt đối (Kelvin)

Tham số Larson-Miller có thể được sử dụng để dự đoán hành vi độ cứng màu đỏ dài hạn:

$$P_{LM} = T(C + \log t)$$

Ở đâu:
- $P_{LM}$ là tham số Larson-Miller
- $T$ là nhiệt độ tuyệt đối
- $C$ là hằng số vật liệu (thường là 20 đối với thép)
- $t$ là thời gian ở nhiệt độ

Điều kiện và giới hạn áp dụng

Các công thức này thường có giá trị ở nhiệt độ từ 25°C đến khoảng 700°C, tùy thuộc vào thành phần thép cụ thể. Ngoài những nhiệt độ này, các biến đổi pha có thể đưa vào hành vi phi tuyến tính.

Các mô hình giả định trạng thái cân bằng nhiệt đã đạt được và không tính đến các hiệu ứng gia nhiệt tạm thời hoặc các gradient nhiệt trong vật liệu.

Những mối quan hệ này chính xác nhất đối với thời gian phơi sáng ngắn đến trung bình. Phơi sáng kéo dài ở nhiệt độ cao có thể tạo ra các cơ chế làm mềm bổ sung như làm thô kết tủa hoặc chuyển đổi pha không được ghi lại trong các mô hình này.

Phương pháp đo lường và đặc tính

Thông số kỹ thuật thử nghiệm tiêu chuẩn

ASTM E18: Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn về độ cứng Rockwell của vật liệu kim loại - Bao gồm thử nghiệm độ cứng ở nhiệt độ phòng, đóng vai trò là cơ sở cho tính toán độ cứng đỏ.

ASTM E92: Phương pháp thử tiêu chuẩn về độ cứng Vickers và độ cứng Knoop của vật liệu kim loại - Cung cấp các phương pháp thử độ cứng vi mô thường được sử dụng để đánh giá độ cứng đỏ.

ISO 3738: Kim loại cứng - Thử nghiệm độ cứng Rockwell (thang A) - Đề cập cụ thể đến việc thử nghiệm cacbua xi măng và các vật liệu cứng liên quan có độ cứng đỏ tuyệt vời.

ASTM E2546: Thực hành tiêu chuẩn cho thử nghiệm độ lõm bằng dụng cụ - Bao gồm các kỹ thuật tiên tiến để đo độ cứng ở nhiệt độ cao.

Thiết bị và nguyên tắc thử nghiệm

Máy kiểm tra độ cứng nóng bao gồm các máy kiểm tra độ cứng chuyên dụng được trang bị buồng nhiệt độ cao. Các hệ thống này duy trì nhiệt độ được kiểm soát trong khi cho phép thử nghiệm lõm xảy ra trong môi trường được gia nhiệt.

Hệ thống đo lực và độ dịch chuyển trong quá trình đo lực, cung cấp dữ liệu về đặc tính cơ học toàn diện hơn so với phương pháp thử độ cứng truyền thống.

Các hệ thống tiên tiến có thể kết hợp môi trường chân không hoặc khí trơ để ngăn ngừa quá trình oxy hóa mẫu vật trong quá trình thử nghiệm ở nhiệt độ cao, nếu không có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.

Yêu cầu mẫu

Các mẫu chuẩn thường là các khối hình chữ nhật có kích thước khoảng 10mm × 10mm × 25mm, kích thước chính xác tùy thuộc vào phương pháp thử nghiệm cụ thể.

Chuẩn bị bề mặt đòi hỏi phải mài và đánh bóng để đạt được độ nhám bề mặt là 0,8μm Ra hoặc tốt hơn. Đối với thử nghiệm nhiệt độ cao, cần phải vệ sinh thêm để loại bỏ bất kỳ chất gây ô nhiễm nào có thể phản ứng ở nhiệt độ cao.

Mẫu vật phải được ổn định nhiệt thông qua xử lý nhiệt thích hợp trước khi thử nghiệm để đảm bảo rằng những thay đổi về cấu trúc vi mô trong quá trình thử nghiệm chỉ phản ánh tác động của nhiệt độ thử nghiệm, chứ không phải sự chuyển đổi pha đang diễn ra.

Thông số thử nghiệm

Nhiệt độ thử nghiệm tiêu chuẩn thường dao động từ nhiệt độ phòng đến 700°C, với các phép đo thường được thực hiện ở khoảng cách 100°C để thiết lập đường cong hành vi phụ thuộc vào nhiệt độ.

Thời gian lưu nhiệt trước khi thử nghiệm thường dao động từ 20 phút đến 1 giờ để đảm bảo cân bằng nhiệt trên toàn bộ mẫu vật.

Tải trọng lõm phải được lựa chọn cẩn thận dựa trên loại vật liệu và nhiệt độ, vì tải trọng thích hợp cho nhiệt độ phòng có thể tạo ra các vết lõm quá lớn hoặc quá nhỏ ở nhiệt độ cao.

Xử lý dữ liệu

Thu thập dữ liệu chính bao gồm đo kích thước hoặc độ sâu vết lõm ở nhiều nhiệt độ khác nhau và chuyển đổi chúng thành giá trị độ cứng bằng các công thức chuyển đổi tiêu chuẩn.

Các phương pháp thống kê thường yêu cầu tối thiểu năm vết lõm cho mỗi điều kiện nhiệt độ, với các giá trị ngoại lệ được loại bỏ bằng tiêu chuẩn Chauvenet hoặc các phương pháp thống kê tương tự.

Giá trị độ cứng màu đỏ cuối cùng được tính theo tỷ lệ phần trăm giữ lại, thường được trình bày dưới dạng đường cong thể hiện độ cứng so với nhiệt độ, với thanh lỗi biểu thị độ lệch chuẩn.

Phạm vi giá trị điển hình

Phân loại thép	Phạm vi giá trị điển hình (% giữ lại ở 600°C)	Điều kiện thử nghiệm	Tiêu chuẩn tham khảo
Thép công cụ cacbon	15-25%	10 phút ở nhiệt độ, thang đo HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18
Thép tốc độ cao (M2, M42)	60-85%	10 phút ở nhiệt độ, thang đo HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18
HSS chứa coban (M35, M42)	70-90%	10 phút ở nhiệt độ, thang đo HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18
Luyện kim bột HSS	75-92%	10 phút ở nhiệt độ, thang đo HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18

Sự khác biệt trong mỗi phân loại thường bắt nguồn từ nồng độ nguyên tố hợp kim cụ thể, đặc biệt là hàm lượng vonfram, molypden, vanadi và coban.

Các giá trị này nên được hiểu là các chỉ số so sánh hơn là các thông số thiết kế tuyệt đối. Hiệu suất thực tế trong các ứng dụng sẽ phụ thuộc vào thời gian phơi sáng, chu kỳ nhiệt và ứng suất được áp dụng.

Có một xu hướng rõ ràng cho thấy thép luyện kim bột thường có hiệu suất tốt hơn vật liệu đúc và rèn thông thường do phân bố cacbua đồng đều hơn và cấu trúc vi mô tinh tế hơn.

Phân tích ứng dụng kỹ thuật

Những cân nhắc về thiết kế

Các kỹ sư thường áp dụng hệ số an toàn phụ thuộc vào nhiệt độ khi thiết kế các thành phần dựa trên đặc tính độ cứng màu đỏ, với hệ số tăng từ 1,5 ở nhiệt độ phòng lên 2,5 hoặc cao hơn ở nhiệt độ cao.

Quyết định lựa chọn vật liệu thường liên quan đến việc cân bằng độ cứng đỏ với độ dẻo dai, vì nhiều vật liệu có độ cứng đỏ đặc biệt (như một số loại thép tốc độ cao) có thể có khả năng chống va đập tương đối thấp.

Hồ sơ tiếp xúc thời gian-nhiệt độ của ứng dụng phải được lập bản đồ cẩn thận so với đường cong hiệu suất vật liệu, vì tiếp xúc trong thời gian ngắn với nhiệt độ cao có thể chấp nhận được trong khi tiếp xúc liên tục có thể dẫn đến hỏng hóc.

Các lĩnh vực ứng dụng chính

Dụng cụ cắt kim loại đại diện cho ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất đối với độ cứng đỏ, trong đó các cạnh cắt có thể chịu nhiệt độ vượt quá 600°C trong quá trình gia công tốc độ cao. Máy khoan thép tốc độ cao, dao phay và dụng cụ tiện dựa vào độ cứng đỏ để duy trì độ chính xác về kích thước và tuổi thọ của dụng cụ.

Dụng cụ gia công nóng cho các hoạt động rèn, đùn và đúc khuôn đòi hỏi độ cứng đỏ tuyệt vời để chống biến dạng dưới tác động kết hợp của nhiệt độ cao và áp suất cơ học. Khuôn cho các quy trình này phải duy trì kích thước chính xác mặc dù có chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại.

Các thành phần của tuabin khí, đặc biệt là ở các bộ phận nóng của động cơ máy bay, đòi hỏi vật liệu có độ cứng đỏ đặc biệt để duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc trong điều kiện vận hành khắc nghiệt kết hợp nhiệt độ cao, ứng suất cơ học và môi trường oxy hóa.

Sự đánh đổi về hiệu suất

Độ cứng màu đỏ thường xung đột với độ dẻo dai ở nhiệt độ phòng vì các nguyên tố hợp kim và cấu trúc vi mô giúp tăng cường độ bền ở nhiệt độ cao thường làm giảm khả năng chống va đập và độ dẻo.

Độ dẫn nhiệt thường bị ảnh hưởng trong các vật liệu được tối ưu hóa cho độ cứng đỏ, vì thành phần hợp kim phức tạp và cấu trúc vi mô chống lại quá trình làm mềm cũng cản trở quá trình truyền nhiệt, có khả năng dẫn đến các vấn đề về chênh lệch nhiệt độ.

Các kỹ sư phải cân bằng các yêu cầu cạnh tranh này bằng cách lựa chọn điều kiện xử lý nhiệt tối ưu, xem xét hệ thống vật liệu lai hoặc triển khai các tính năng thiết kế để bù đắp cho những hạn chế về vật liệu.

Phân tích lỗi

Biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao là chế độ hỏng hóc phổ biến nhất liên quan đến độ cứng đỏ không đủ. Điều này thường bắt đầu bằng sự chảy cục bộ tại các điểm tập trung ứng suất, tiến triển thành biến dạng chung làm ảnh hưởng đến dung sai kích thước.

Cơ chế phá hủy thường liên quan đến các quá trình biến dạng tăng tốc, trong đó hiện tượng trượt ranh giới hạt và biến dạng do khuếch tán xảy ra với tốc độ theo cấp số nhân với nhiệt độ.

Các chiến lược giảm thiểu bao gồm thiết kế lại các thành phần để giảm sự tập trung ứng suất, triển khai hệ thống làm mát chủ động, áp dụng lớp phủ bảo vệ hoặc lựa chọn vật liệu thay thế có đặc tính độ cứng màu đỏ vượt trội.

Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp kiểm soát

Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Vonfram và molypden là những nguyên tố hợp kim chính làm tăng đáng kể độ cứng màu đỏ bằng cách tạo thành các cacbua ổn định có điểm nóng chảy cực cao. Lượng bổ sung thông thường dao động từ 6-20% đối với vonfram và 0,5-10% đối với molypden.

Các nguyên tố vi lượng như bo có thể tác động đáng kể đến độ cứng màu đỏ bằng cách ổn định ranh giới hạt chống lại biến dạng ở nhiệt độ cao, ngay cả ở nồng độ thấp tới 0,001-0,003%.

Tối ưu hóa thành phần thường bao gồm việc cân bằng nhiều yếu tố để đạt được hiệu ứng hiệp đồng, như được chứng minh trong thép tốc độ cao luyện kim bột hiện đại kết hợp vonfram, molypden, vanadi và coban.

Ảnh hưởng của cấu trúc vi mô

Kích thước hạt mịn hơn thường cải thiện độ cứng màu đỏ bằng cách cung cấp nhiều rào cản hơn cho chuyển động sai lệch, mặc dù các hạt cực mịn có thể trở nên không ổn định ở nhiệt độ cao do hiện tượng hạt phát triển.

Sự phân bố pha ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất, với độ cứng đỏ tối ưu thường đạt được khi các pha cacbua cứng được phân bố đều khắp ma trận thay vì tập trung ở ranh giới hạt.

Các tạp chất và khuyết tật đặc biệt gây ra vấn đề đối với độ cứng đỏ vì chúng thường đóng vai trò là điểm khởi đầu cho quá trình làm mềm hoặc biến dạng nhanh ở nhiệt độ cao, khiến cho việc vệ sinh trong quá trình sản xuất trở nên đặc biệt quan trọng.

Xử lý ảnh hưởng

Các quy trình xử lý nhiệt, đặc biệt là nhiệt độ và thời gian austenit hóa, ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng đỏ bằng cách kiểm soát quá trình hòa tan và kết tủa sau đó của pha cacbua.

Các quy trình gia công cơ học như rèn hoặc cán có thể tăng độ cứng đỏ bằng cách tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện sự phân bố cacbua, với điều kiện chúng được thực hiện trong điều kiện được kiểm soát cẩn thận.

Tốc độ làm nguội trong quá trình xử lý nhiệt rất quan trọng vì chúng quyết định cấu trúc vi mô ban đầu sau này sẽ chống lại quá trình làm mềm ở nhiệt độ cao, trong đó làm nguội có kiểm soát thường được ưu tiên hơn là làm nguội nhanh để có độ cứng đỏ tối ưu.

Các yếu tố môi trường

Tác động của nhiệt độ tuân theo các mô hình không tuyến tính, với nhiều loại thép công cụ duy trì độ cứng tương đối ổn định cho đến ngưỡng nhiệt độ tới hạn, sau đó sẽ xảy ra hiện tượng mềm hóa nhanh chóng.

Môi trường oxy hóa có thể làm giảm hiệu suất độ cứng đỏ bằng cách làm cạn kiệt các vùng bề mặt của các nguyên tố hợp kim chính thông qua quá trình oxy hóa ưu tiên, tạo ra các vùng có khả năng chịu nhiệt độ cao kém.

Hiệu ứng phụ thuộc thời gian rất đáng kể, với hầu hết các vật liệu đều có giá trị độ cứng màu đỏ khác nhau đáng kể tùy thuộc vào việc chúng tiếp xúc với nhiệt độ cao trong vài phút, vài giờ hay vài ngày.

Phương pháp cải tiến

Quá trình luyện kim bột là phương pháp luyện kim giúp tăng đáng kể độ cứng màu đỏ bằng cách cho phép phân bổ đồng đều hơn các nguyên tố tạo thành cacbua và tạo ra các cấu trúc vi mô mịn hơn so với các phương pháp đúc thông thường.

Các phương pháp kỹ thuật bề mặt như lớp phủ lắng đọng hơi vật lý (PVD) có thể cải thiện đáng kể độ cứng màu đỏ rõ ràng bằng cách áp dụng các lớp vật liệu mỏng có đặc tính vượt trội ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như titan nitrua hoặc nhôm oxit.

Việc tối ưu hóa thiết kế thông qua phân tích phần tử hữu hạn cho phép các kỹ sư xác định và xử lý các điểm nóng tiềm ẩn trong các thành phần, phân bổ lại ứng suất hoặc kết hợp các tính năng làm mát để ngăn ngừa các hỏng hóc cục bộ liên quan đến độ cứng đỏ không đủ.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các thuật ngữ liên quan

Độ cứng nóng là thuật ngữ rộng hơn bao gồm khả năng chống biến dạng của vật liệu ở bất kỳ nhiệt độ cao nào, trong khi độ cứng đỏ đề cập cụ thể đến hiệu suất khi vật liệu đạt đến nhiệt độ đủ cao để phát sáng màu đỏ (khoảng 500-700°C).

Quá trình tôi thứ cấp mô tả hiện tượng mà độ cứng của một số loại thép thực sự tăng lên trong quá trình tôi ở nhiệt độ vừa phải (khoảng 500°C), góp phần đáng kể vào tính chất độ cứng màu đỏ của chúng.

Độ bền làm mềm nhiệt định lượng khả năng duy trì độ bền của vật liệu trong phạm vi nhiệt độ, thể hiện phương pháp đánh giá toàn diện hơn so với phép đo độ cứng màu đỏ một điểm.

Các thuật ngữ này tạo thành một khuôn khổ liên kết để hiểu hành vi cơ học ở nhiệt độ cao, với độ cứng màu đỏ đóng vai trò là chuẩn mực công nghiệp thực tế trong không gian khái niệm rộng hơn này.

Tiêu chuẩn chính

ISO 26146:2012 "Kim loại cứng - Xác định độ cứng khi nóng" cung cấp tiêu chuẩn quốc tế toàn diện nhất, đề cập cụ thể đến phương pháp thử độ cứng ở nhiệt độ cao và báo cáo dữ liệu.

ASTM A681 "Tiêu chuẩn kỹ thuật cho hợp kim thép công cụ" bao gồm các yêu cầu liên quan đến hiệu suất nhiệt độ cao cho nhiều loại thép công cụ khác nhau, đóng vai trò là tài liệu tham khảo quan trọng cho các vật liệu dự kiến ​​có độ cứng đỏ tốt.

Các tiêu chuẩn quốc gia như JIS G4404 (Nhật Bản) và DIN 17350 (Đức) có những quy định cụ thể cho thép tốc độ cao có độ cứng đỏ đặc biệt, đôi khi có các yêu cầu thử nghiệm khác đôi chút so với các tiêu chuẩn quốc tế.

Xu hướng phát triển

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào mô hình tính toán quá trình tiến hóa của cấu trúc vi mô ở nhiệt độ cao để dự đoán chính xác hơn hành vi độ cứng màu đỏ, giảm nhu cầu thử nghiệm thực nghiệm mở rộng.

Các công nghệ mới nổi bao gồm các kỹ thuật nanoindentation nhiệt độ cao tại chỗ cung cấp thông tin chi tiết hơn về cơ chế biến dạng ở cấp độ vi mô, mang lại hiểu biết sâu sắc hơn so với các phép đo độ cứng truyền thống.

Những phát triển trong tương lai có thể sẽ tập trung vào các hệ thống hợp kim mới kết hợp các thành phần chịu lửa và hợp chất liên kim loại được thiết kế riêng để nâng cao giới hạn nhiệt độ của độ cứng đỏ, cho phép ứng dụng mới trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và sản xuất năng lượng.