高溫合金固溶強(qiáng)化

高溫合金的固溶強(qiáng)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(qiáng)度的方法。屬于固溶強(qiáng)化的典型高溫合金有GH3030、GH3039、GH3128、GH1140等，合金化特點(diǎn)是鋁、鈦含量少，鎳含量高。

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

高溫合金沉淀強(qiáng)化

高溫合金的沉淀強(qiáng)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(qiáng)化作用來提高合金強(qiáng)度的方法。

鎳基合金中的強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)化基體，一方面由于γ′相增加了基體中位錯的運(yùn)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(qiáng)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(qiáng)化

如何提高高溫合金晶界強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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?