高溫合金(高合金)是指以鐵、鎳、鈷為基礎(chǔ)，在600℃以上的高溫和一定應(yīng)力作用下長期工作的金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化和耐熱腐蝕性能、良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，也稱為超合金，主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。

1.鑄造冶金技術(shù)。

各種先進(jìn)的鑄件制造工藝和加工設(shè)備，如熱控凝固、細(xì)晶工藝、激光細(xì)晶工藝、激光成型修復(fù)工藝、耐磨鑄件鑄造工藝等，原有的工藝水平不斷提高完善，從而提高各種高溫合金鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量一致性和可靠性。

不含鋁、鈦的高溫合金，一般用電弧爐或非真空感應(yīng)爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金在大氣中熔煉時(shí)，元素?zé)龘p難以控制，氣體和夾雜物多進(jìn)入，應(yīng)采用真空冶煉。為了進(jìn)一步降低雜物含量，改善雜物分布狀態(tài)和鑄錠結(jié)晶組織，可采用冶煉和二次重熔結(jié)合的雙重技術(shù)。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應(yīng)爐和非真空感應(yīng)爐；重熔化的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。

固溶強(qiáng)化型合金和含鋁、鈦低(鋁和鈦總量約為4.5%)的合金錠可以鍛造坯料，含鋁、鈦高的合金一般采用擠壓或軋制坯料，熱軋成材，有些產(chǎn)品需要進(jìn)一步冷軋或冷拔。直徑大的合金錠和餅材需要用水壓機(jī)或快速鍛造液壓機(jī)鍛造。

2.結(jié)晶冶金技術(shù)。

為了減少或消除鑄造合金中垂直于應(yīng)力軸的晶界和減少或消除疏松癥，近年來發(fā)展了方向結(jié)晶技術(shù)。該技術(shù)在合金凝固過程中使晶粒沿結(jié)晶方向生長，獲得無橫向結(jié)晶界的平行柱狀結(jié)晶。實(shí)現(xiàn)定向結(jié)晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立并保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。另外，為了消除所有晶界，還需要研究單晶葉片的制造技術(shù)。

3.粉末冶金技術(shù)。

粉末冶金技術(shù)主要用于生產(chǎn)沉淀強(qiáng)化型和氧化物彌散強(qiáng)化型高溫合金。該技術(shù)可以使一般不變形的鑄造高溫合金獲得可塑性和超塑性。

4.提高強(qiáng)度的技術(shù)。

⑴固溶強(qiáng)化。

加入與基體金屬原子尺寸不同的要素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點(diǎn)陣畸變，加入能夠降低合金基體堆積層錯(cuò)誤的要素(鈷)和能夠降低基體要素?cái)U(kuò)散速度的要素(鎢、鉬等)，加強(qiáng)基體。

⑶沉淀加強(qiáng)。

通過時(shí)效處理，從飽和固溶體中分析第二相(γ)、γ"、碳化物等)，加強(qiáng)合金。γ與基體相同，均為面心立方結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣常數(shù)接近基體，與晶體共通，γ相在基體中均勻分析細(xì)粒狀，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。γ相是A3B型金屬間化合物，a代表鎳、鈷，b代表鋁、鈦、鈮、釩、鎢，鉻、鉬、鐵代表a和b。鎳基合金中典型的γ¤相為Ni3(Al、Ti)。

γ相的強(qiáng)化效果可以通過以下方法強(qiáng)化

①增加γ相的數(shù)量

②γ相和基體有適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤配合度，取得共同畸形的強(qiáng)化效果

③加入鈮、鉭等要素，增大γ相的反相界能，提高其抵抗位錯(cuò)切割的能力

④加入鈷、鎢、鉬等要素提高γ相的強(qiáng)度。γ“相為體心四方結(jié)構(gòu)，其組成Ni3Nb。γ"相與基體的錯(cuò)誤配合度大，可引起較大的共格畸形，使合金具有較高的屈服強(qiáng)度。但是，超過700℃，強(qiáng)化效果明顯下降。鈷基高溫合金一般不含γ相，用碳化物加強(qiáng)。