高温合金是在高温下有较高力学功能、抗氧化的抗热腐蚀功能的合金。高温合金按基体成分可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金和钴基高温合金，其中镍基高温合金开展最快，使用也最广，铁镍基高温合金次之。按强化方法分为固溶强化合金和分出强化合金（或称时效沉积强化合金）等。按成型方法和出产工艺分为变形合金、铸造合金、粉末冶金合金和机械合金化合金。

固溶强化高温合金的基体为面心立方点阵的固溶体，在其固溶度范围内经过增加铬、钴、钼、钨、铌等元素，进步原子间结合力，发生点阵畸变，下降堆垛层错能，阻挠位错运动，进步再结晶温度来强化固溶体。固溶强化的效果取决于合金化元素的原子尺度及参加量。原子半径较大、熔点较高的钼和钨具有较好固溶强化效果，两都总含量可达18%～20%。铬可防止高温氧化和热腐蚀，但含量过高会下降γ相的固溶度，使合金的热强化下降。镍基固溶强化高温合金一般均具有优秀的抗氧化、抗热腐蚀功能，塑性较高、焊接功能好，但热强化性相对较低。铁镍基固溶强化高温合金，尽管与镍基固熔强化高温合金比较在热强性、抗氧化和抗热腐蚀等方面略差一些，但仍具有杰出的力学功能，较好冷热加工工艺功能和焊接功能。

分出强化高温合金是在固溶强化高温合金的基础上，经过增加较多的钼、钛、铌等元素而开展的。这些元素除了强化固溶体外，经过时效处理，与镍结合构成共格安稳、成分杂乱的Ni3(Al、Ti)相（也就是γ相，具有长程有序的面心立方结构）或Ni3（Nb、Al、Ti）相（也就是γ”相，有序体心四方结构）金属间化合物，一起钨、钼、铬等元素与碳构成各种碳化物（如MC、M6C、M23C6等）。因为γ’（γ”）相和碳化物存在，使合金的热强性大大进步。此外，这类合金中还能够参加微量的硼、锆和稀土元素，构成空隙相，强化晶界。近年来开展的一些合金，往往选用固溶、分出和晶界多种方法强化，使合金具有优秀的归纳功能。跟着Al、Ti、Nb等γ（γ”）相构成元素含量的进步，其强化效果也增大，热强性进步，但合金的冷热加工功能和焊接功能随之下降。一般以为，Al+Ti含量大于6%（原子百分数）的高温合金焊接就很困难。

镍基分出强化高温合金具有很好的热强性、抗氧化和抗腐蚀功能，正如前面所说到的冷热加功能和焊接功能较固溶强化高温合金差。可是，在固溶状态下，有些镍基分出强化高温合金仍是具有杰出塑性和焊接性。铁镍基分出强化高温合金在中温下具有较高的热强性、杰出的抗氧化和抗热腐蚀功能，在固溶状态下，冷热加工功能和焊接功能同镍基分出强化高温合金相相似。无论镍基分出强化高温合金仍是铁镍基分出强化高温合金，当参加更多的铝、钛、硼等强化元素时，使其冷热加工塑性下降，只能经过铸造成型，一般铸造合金的焊接较为困难。

氧化物弥散强化是在基体中参加一定量细微的弥散散布的氧化物颗粒，对基体进行强化，使合金具有很高的强度和某些特性。合金TDNi、TDNiCr是镍铬基中参加2%左右氧化钍（ThO2）颗粒强化，因为这种合金中的氧化钍在高温下不易集合长大、不溶于基体，一起合金的熔点高，晶粒极细，在1000～1200℃下仍有较高的强度，抗疲劳功能高，缺口灵敏小，室温塑性较好，可轧成棒和板材。氧化物弥散强化（ODS）合金是使用氧化物（如Y2O3和Al2O3）强化的合金，这类合金是选用特别的粉末冶金工艺出产，经锻压轧制成材。氧化物弥散强化合金，具有很高的耐久蠕变功能，是很有开展前途的新型高温资料。其缺陷是成功率低，塑性、焊接性和耐蚀性差，有待处理。

高温合金功能主要取决于合金成分和它的安排结构，如前面所述，难熔金属元素Mo、W以及Co起到固溶强化效果，Al、Ti、Nb等γ构成元素起到分出强化效果。一般以为，强化效果应该核算W+Mo和γ构成元素的总量，而Co和Cr居于非有必要位置，合金的耐久强度跟着合金元素总量的增加而进步。现在很多研究标明，高温合金中参加微量的B、Zr、Ce和Mg等元素能明显改进晶界情况，进步合金的蠕变功能，但要留意这些元素的参加量一定要严格操控，不然就会发生有害的效果，如使合金脆化，构成低熔点化合物等。

铸造高温合金多数是只能经过铸造成型而不易进行冷热加工变形的合金。跟着高温合金工作温度和强度要求的不断进步，合金的强化元素含量不断增加，成分起来越杂乱，高温合金已不能进行冷热成型加工，只能经过铸造成型，这就呈现了许多这类专门用于铸造成型的铸造高温合金。

粉末高温合金是选用粉末冶金工艺出产的高温合金。高温合金进行冷热加工困难，合金铸态的偏析又严峻导致了显微安排的不均匀和力学功能各向异性等，粉末高温合金能够战胜上述缺陷，得到简直无偏析、安排均匀、热加工功能杰出的高温合金资料。粉末合金因为大大改进了合金的热加工功能，即使最强的铸造合金（如Mar、M246），也能经过粉末冶金工艺变成变形高温合金资料。从某种意义上来说，粉末冶金消除了现在的变形合金和铸造合金的界线。粉末高温合金现在还不能焊接。粉末高温合金的工艺流程大致如下；预合金粉末制造→压实（热压、热等静压、揉捏等）→热加工变形（模锻、轧制等）→热处理。