高温合金是一种具有极高抗疲劳强度、抗拉强度、抗腐蚀性和抗氧化性的新型金 属材料。
高温合金材料可按照以下三种方式划分：基体元素种类、合金强化类型、材料成 型方式。 根据基体元素种类，高温合金主要可分为铁基、镍基、钴基。铁基高温合金又称 作耐热合金钢，它以铁作为基体，同时加入少量的镍、铬等元素；镍基高温合金以镍 作为基体，含镍量在一半以上，适用于 1000℃以上的工作条件，采用固溶、时效的加 工过程，可以使其抗蠕变性能和抗压抗屈服强度大幅提升；钴基高温合金以钴为基体， 钴含量约 60%，同时需要加入铬、镍等元素来提升高温合金的耐热性能，虽然这种高 温合金耐热性能较好，但由于钴资源相对匮乏，且加工比较困难，因此用量不多。
根据合金强化类型，高温合金可以分为固溶强化型高温合金和时效沉淀强化合 金。所谓固溶强化型，即添加一些合金元素到高温合金中，形成单相奥氏体组织，溶 质原子使固溶体基体点阵发生畸变，使固溶体中滑移阻力增加，从而提高合金强度和硬度。时效沉淀强化是通过高温下的“时间效应”过程，在铁、镍基高温合金中析出 相应数量和尺寸的强化相，从而达到提高合金强度的效果。 根据材料成型方式，高温合金可分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末高温合 金。铸造高温合金可细分为普通铸造合金、单晶合金、定向合金等，粉末高温合金可 细分为普通粉末冶金和氧化物弥散强化高温合金。就应用范围而言，变形高温合金应 用最广泛，用量约占 70%，铸造高温合金约占 20%，粉末高温合金约占 10%。
高温合金的制备工艺复杂，不同类型高温合金的工艺路线也不尽相同，其中的关 键技术包括熔炼、热处理和铸造。关键工艺技术能够保证高温合金具有纯净的化学成 分和较好的组织结构，直接影响着高温合金的性能和质量。
熔炼从源头提高高温合金纯净度，目前多采用三联工艺。熔炼是严格控制高温合 金化学成分，保证其具有优异质量水平的重要工艺过程。国内外变形高温合金和粉末 高温合金母合金的熔炼工艺主要有真空感应熔炼（VIM）、电渣重熔（ESR）和真空自 耗（VAR）。为了进一步提高合金质量，目前多采用 VIM+ESR+VAR 的三联工艺以扩大高 温合金定型、消除低倍缺陷，进而改善合金组织性能。
热处理决定高温合金组织性能，主要包括固溶处理和时效处理。热处理通过改善 高温合金显微组织中晶粒度，强化相形状、数量、尺寸及分布，使其具有较好的组织 性能。热处理包括固溶处理和时效处理，这两种方式的配合使用可以得到高温合金各 种组织状态和性能的组合。固溶处理的目的是消除加工硬化，恢复合金的组织和性能； 高温合金经固溶处理获得固溶体和晶粒尺寸后，经时效处理以达到晶内和晶界强化相 合适的数量、形态和分布，并获得所需的强度和适当的性能组合。
精密铸造技术对铸件进行精密控形和精确控性，具体技术根据铸造结构不同存 在差异。精密铸造依据构件不同部位承载的不同，可在高温合金熔体凝固过程中对晶 粒与组织进行原位控制。精密铸造既可实现单一形态的等轴晶、定向柱晶、单晶生长 控制，也可对整体构件的等轴晶和定向柱晶或单晶的复合生长进行控制。按照热端部 件的结构特点和使用性能对高温合金组织的不同要求，精密铸造技术分为三类：定向 凝固涡轮叶片精密铸造技术、整体叶盘精密铸造技术和大型复杂结构件整铸技术。
未来，高温合金工艺技术将向着提高承温承载能力和环境适应性能、增加高熔点 合金元素含量的方向发展。其中，变形高温合金向承温更高、精密成形和低成本方向 发展；铸造高温合金以高温度梯度定向凝固技术和新型、超纯单晶高温合金为未来研 究重点方向；粉末高温合金将在提高工作温度的基础上，继续提高产品的强度、抗蠕变性能和使用寿命。
20 世纪 30 年代后期，英美等国率先开始研究高温合金。1939 年，英国 Mond 公 司在当时的电热丝材料 80Ni-20Cr 合金基础上加入 Al 和 Ti，发展出了著名的 Nimonic 系列合金。美国和苏联也研制了类似的 InconelX 和 ЖC-6K 合金。60 年代初期，铸 造高温合金得到了迅速发展，具有代表性的是美国的 IN-100。70 年代，美国的定向 高温合金 PWA1422 得到了广泛应用；80 年代，第一代单晶高温合金 PWA1480 已应用 于长寿命的航空发动机。
世界上高温合金龙头企业主要分布于欧美、日本等发达国家，头部效应明显。以 美国的通用电气公司、普拉特-惠特尼公司，英国的罗尔斯-罗伊斯公司和日本新日铁 住金株式会社为代表的高温合金龙头企业具有领先的研制技术、成熟的产业体系和广 阔的业务领域，他们主导着国际高温合金的发展，推动工艺技术的迭代升级和产品质 量的不断提高。
国内高温合金起步较晚，从仿制开始探索，经工艺提高、自主试制，目前已进入 创新发展阶段。我国于 20 世纪 50 年代开始研制高温合金，第一种高温合金 GH3030 于 1957 年顺利通过长期试车并批产；60 年代，我国处于仿制前苏联体系高温合金的 起步阶段；70~80 年代，我国处于引进和试制欧美体系高温合金的提高阶段；90 年代 至今，我国已形成了完善的高温合金研制生产体系，并具备自主创新研发能力，成为 世界上继美、苏、英之后第四个形成独立高温合金体系的国家。
