高溫合金固溶強化

高溫合金的固溶強化就是利用加入的某些合金元素（如鉭、鈮、鎢、鉬、鈦、釩、鋁、鉻、鈷等），讓其溶入基體（鐵基高溫合金為鐵素體或奧氏體，鎳基為奧氏體），改變基體的原子分布和原子之間的結(jié)合力，提高基體的強度的方法。屬于固溶強化的典型高溫合金有GH3030、GH3039、GH3128、GH1140等，合金化特點是鋁、鈦含量少，鎳含量高。

固溶強化的作用在高溫合金中并不是主要的，單靠固溶強化來提高熱強性是有限的，因此，凡是以固溶強化為主的高溫合金的使用溫度都不太高。

高溫合金沉淀強化

高溫合金的沉淀強化，利用從過飽和固溶體中脫溶析出彌散的第二相而造成的強化作用來提高合金強度的方法。

鎳基合金中的強化相主要的不是碳化物如TiC、VC、M23C型碳化物等，而是金屬間化合物，主要有Ni3（Al，Ti），因為它也是面心立方結(jié)構(gòu)，僅點陣常數(shù)不同于基體（γ相），故又常稱為γ′相。

γ′相中鈦是主要成分，當(dāng)其含量大于1.4% 時才能產(chǎn)生γ′相沉淀，含鈦量越高，γ′相越多，強化效果越好。鋁的作用主要是提高γ′相的固溶溫度，以穩(wěn)定γ′相使之不向η（Ni3Ti）相轉(zhuǎn)變，所以幾乎所有的沉淀硬化型鎳基合金中都是鋁、鈦并存的。但是鈦含量過高而鋁含量過少時，γ′相不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變成密排六方結(jié)構(gòu)η相（Ni3Ti），η相一般呈針狀或大塊狀穿晶析出，使合金的塑性和持久強度下降。調(diào)整鈦鋁含量比至Ti/Al＜2.5時可避免合金出現(xiàn)η相，換言之鈦含量增加時鋁含量必須增加，且鈦含量不能超過鋁含量的2.5倍。

γ′相之所以能夠強化基體，一方面由于γ′相增加了基體中位錯的運動阻力，另一方面由于γ′相本身與基體保持共格關(guān)系，從而增加了基體的變形阻力。因此，γ′相強化作用與它本身的大小、形狀、相對數(shù)量、穩(wěn)定性及晶格常數(shù)有關(guān)。

高溫合金晶界強化

如何提高高溫合金晶界強度對提高合金的使用性能有著重要的意義。高溫合金在冶煉過程中帶入合金中的有害雜質(zhì)如鉛、砷、錫、硫等，往往以低熔點共晶體形式存在合金晶界上，在高溫下首先熔化，降低晶界強度，如硫與鎳形成的Ni3S2，當(dāng)合金加熱到644℃時共晶體Ni+Ni3S2開始熔化，使合金表現(xiàn)出熱脆性和高溫強度下降。所以在合金中這些有害雜質(zhì)都有嚴(yán)格的控制。強化晶界的方法有：加入微量的元素硼、鋯、稀土元素等；適當(dāng)?shù)臒崽幚?；采用高溫變形熱處理?