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高温合金是指以铁、钴、镍为基体元素，与其他金属或非金属元素熔合而成的，能在 600℃以上超高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，是航空航天、燃气轮机、汽车、核电、石油化工等领域的核心应用材料。
一、概述
No.1 高温合金的特点
高温合金又称为耐热合金和超合金，是指在600℃以上及应力作用下，具有长时间抗蠕变能力、高强度、耐腐蚀的金属材料。
相比普通金属，高温合金在复杂工作环境下具有以下优异性能：
1）高温强度；
2）抗氧化性；
3）抗热腐蚀；
4）抗疲劳性；
5）断裂韧性；
6）内部组织稳定，使用可靠。
No.2 高温合金的分类
按组成元素分类：
高温合金的组成元素主要包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、钛（Ti）、铝（Al）、铬（Cr）、钼（Mo）、钨（W）等，其中最常见有铁基、镍基、钴基三种。
铁基高温合金：由铁、铬、钨、钼等元素组成，在中等温度（600-850℃）条件下使用的高温合金。铁基合金成分简单，成本低廉，一般用于发动机中工作温度较低的部位如涡轮盘、机匣和轴等零件。
镍基高温合金：由镍、铬、钼等元素组成，在中高温（650-1000℃）条件下使用的高温合金。在所有高温合金中，镍基高温合金的高温强度最大，广泛用于制造涡轮喷气式航空发动机、各种工业燃气轮机的最热端零件，如涡轮部分工作叶片、导向叶片、涡轮等。
钴基高温合金：由钴、铬、钨、镍等元素组成，在高温条件下使用的奥氏体高温合金，含钴量40%-65%，具有良好的铸造性和焊接性，主要用于做导向叶片材料，由于钴资源较少，该类合金价格昂贵。
按制造工艺分类：
主要可以分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金三大类。
变形高温合金：是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗腐蚀性能的一类合金，一般应用于发动机中的压气机盘、涡轮盘。
铸造高温合金：以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料。
根据合金基体成分，可以分为铁基铸造高温合金、镍基铸造高温合金和钴基铸造高温合金3种类型；按结晶方式，又可以分为多晶铸造高温合金、定向凝固铸造高温合金、定向共晶铸造高温合金和单晶铸造高温合金等4种类型。
粉末冶金高温合金：用粉末冶金工艺制取的高温合金。与传统的铸锻高温合金相比，具有组织均匀，无宏观偏析，屈服强度高，耐疲劳性好等优点。
按强化方式分类：
主要包括固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型四大类。
图源：新材料在线
二、高温合金发展历程及市场前景
No.1 国内外高温合金发展历程
我国的高温合金从无到有，从仿制到自主创新，虽然工艺相比国外还有一定差距，但亦成了美、英、俄外，世界上第四个具有自己高温合金体系的家。
No.2 高温合金市场前景
国际市场
目前全球高温合金消费市场受到航空产业地区分布的影响，主要集中于欧美等地区，占比在70%以上。
相应的主要生产代表也以美国、英国、法国和俄罗斯等欧盟国家为主。这些国家在高温合金材料的研发和生产方面已经有了一定的积累。
国内市场
目前国内军用和民用飞机交付量的增加以及发动机国产化趋势，将带动国内高温合金需求的高速增长。
国内高温合金行业已逐步形成产业链，从事研究生产的企业主要分为四类：
第一类：依托科研院所技术转型企业，主要是钢研高纳、中国航发北京航空研究院 (北京航发院)、中科院金属研究所(中科三耐)等企业，他们长期承担国内合金技术研 发任务，具备深厚的技术积累，与下游需求单位紧密合作，具备生产较小批量、结构复杂的特定型号高端产品能力。
第二类：中国航发下属发动机主机厂和中航工业、 中航科技等集团内部从事精密铸造或锻造业务的相关企业，主要为各大主机厂和其 他集团单位提供配套服务。
第三类：特钢企业，他们在冶金方面具备较强技术实力， 通常具备大规模生产能力，主要是抚顺特钢、宝钢特钢等，能够生产批量较大的合金板材、棒材和锻件。
第四类：以图南股份、万泽股份等为代表的新兴冶金企业，近年开始涉及高温合金领域，主要是在特定型号高温合金材料或某一产品领域具备技术优势。
目前国际市场上每年消费高温合金材料近30万吨，我国每年需求达2万吨以上，市场规模超过80亿。我国高温合金的主要生产厂家的产能合计大约有1.28万吨，实际产量大约只有1万吨。未来，随着两机（航空发动机和燃气轮机）专项的实施带来的大量新增需求，我国的高温合金消费量将快速提升。
三、高温合金的应用
基于高温合金在高温工作环境下的突出性能，高温合金被广泛应用于航空、航天发动机、舰船和工业用燃气轮机的核心热端部件。
图源：新材料在线、中航证券金融研究所
No.1 在航空领域的应用
高温合金从诞生起就应用于航空发动机，在现代航空发动机中，高温合金材料主要用于四大热端部件：燃烧室、导向室、涡轮叶片和涡轮盘，此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。
航空发动机（图源网络）
No.2 燃气轮机关键部件
燃气轮机具有体积小、重量轻、热效高、污染低、耗水少等优点，在船舶、电力、石化、冶金等领域的应用日趋广泛。燃气轮机的关键部件如涡轮工作叶片和涡轮导向叶片，由于特殊复杂的工作环境，对组成材料的整体性能要求极高。
与航空发动机相比，燃气轮机要求高温合金除了良好的蠕变强度、疲劳强度和良好的塑性等共性外，还得具备极强的抗热腐蚀性、组织稳定性好。因此，高温合金是加工生产力学性能优异、组织稳定的涡轮工作叶片和导向叶片的核心原材料，直接决定了燃气轮机能否在复杂工作环境下长久高效运行。
No.3 汽车增压涡轮
涡轮增压技术能显著提高汽车的扭矩和功率，同时提升发动机效率、降低燃油消耗、减少废气排放，因此在汽车工业中逐渐得到推广。但是经过涡轮增压以后，发动机在工作时候的压力和温度都大幅提升，由于转速高，叶片上还受到多种交变应力的作用，因此要求涡轮材料具有较好的高温力学性能、屈服点和长期组织稳定性以及良好的铸造性能。铸造高温合金因具有足够的强度、热稳定性和良好的抗疲劳性等优点，被大量用于制作汽车增压器涡轮。
No.4 核电领域
核电用高温合金包括：燃料元件包壳材料、结构材料和燃料棒定位格架，高温气体炉热交换器等，均是其他材料难以代替的。
No.5 其它领域
除军事用途外，高温合金还在电力、石油化工、汽车、冶金、玻璃制造等民用领域发挥着不可替代的作用。
四、高温合金传统生产加工难点
高温合金因具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性，广泛用于制备航空航天、石油化工等领域先进动力推进系统的热端部件。复杂结构高温合金构件的制备已经成为航空航天等领域的关键核心技术，而现有的锻造、粉末冶金和铸造这3种高温合金构件制备工艺在复杂结构构件制备方面均存在一定的限制。
No.1 工序繁复
传统高温合金加工通常需要多个工序，涉及多次热处理、锻造、铸造等工艺步骤，加工过程复杂，增加了生产成本和加工周期。
No.2 高成本
由于高温合金具有高硬度和耐高温性，传统加工方法如铣削、车削、钻孔等通常需要使用高硬度切削工具和特殊的刀具进行切削，这不仅增加了切削工具的磨损和更换成本，还导致加工成本显著提高。
No.3 材料损耗
传统加工方法会导致高温合金材料的大量切削废料和切屑产生，这不仅增加了原材料的损耗，还给环境带来了处理和处理的问题。
No.4 复杂结构加工难
传统高温合金加工受到材料的硬度和脆性限制，对于复杂形状的零件，如曲线、异形孔等，加工困难度较大，需要耗费更多的时间和资源。
五、高温合金3D打印
与高温合金传统制造方式相比，增材制造（3D打印）技术作为一种数字化的先进制造技术，够突破传统工艺制备多孔、网格、空心等结构的技术瓶颈，不仅材料利用率高、制备周期短，而且还可以实现产品结构复杂化、轻量化和高性能化，在航空航天领域具有广阔的应用前景。
目前应用于高温合金的增材制造技术主要有选区激光熔化(selective laser melting，SLM)、和粘结剂喷射3D打印技术（Binder Jetting，BJ）。
No.1 SLM技术
SLM 技术是一种基于粉末床的增材制造技术，利用高能量激光束选择性地熔化预先铺覆好的金属粉末，再经冷却凝固成型。所得零部件表面粗糙度优良、成形致密度高(可达99.9%)，且拉伸、持久等力学性能可超过铸件，接近甚至略好于锻件水平，但是零部件尺寸受到铺粉基板尺寸的限制，且该技术打印不了含碳量高的高温合金产品，可稳定生产的高温合金种类也很有限。
目前现有的高温合金均是针对于变形、铸造和粉末冶金等制备工艺而开发的，在进行增材制造时，经常会出现裂纹、孔洞等冶金缺陷，特别是对于具有高强度、高合金化的高温合金，在激光增材制造过程中裂纹形成倾向极大，从而难以保证构件的组织完整性，也严重制约了激光增材制造技术在高性能高温合金中的应用推广。
No.2 粘结剂喷射3D打印技术
粘结剂喷射3D打印技术作为一种先进的金属3D打印技术，在制造高温合金和其他金属部件时具有许多优势：
1）高速生产：可实现快速、大批量生产，适用于大规模生产和定制化生产需求。
2）设计灵活：通过粘结剂喷射技术，可以实现复杂形状、内部结构和薄壁结构的制造，满足各种设计要求，提高产品性能并降低结构重量。
3）表面质量优良：通过粘结剂喷射技术制造的部件表面光滑度高，通常无需进行额外的表面处理，减少了后续加工工序，节约了成本、缩短生产周期。
4）低成本：相对于传统制造工艺，粘结剂喷射技术可以大幅度降低生产成本，减少了原材料浪费以及加工过程中的能源消耗，提高了制造效率。
六、共享高温合金3D打印进展
共享智能装备成功开发出了高温合金Inconel718材料及相应的烧结工艺，这一创新不仅解决了传统高温合金制造过程中工序繁复，加工成本高等问题，也成功抑制了激光3D打印高温合金残余应力所带来的裂纹、孔洞等缺陷，为高温合金材料制备带来了崭新的解决方案。
公司通过粘结剂喷射3D打印技术所生产的高温合金产品致密度可达99.62%，拉伸强度达1278MPa、屈服强度达1000MPa，延伸率达15.5%，产品不仅具备高温环境下的耐久性和强度，其性能更是达到了与传统铸件相当的标准。未来，随着技术的进一步发展和创新，粘结剂喷射3D打印技术有望在高温合金应用领域发挥无限潜力，展现其独特优势。
高温合金烧结试样致密度和金相照片（图源共享智能装备）
内容参考来源：军工汇、材料圈、新材料在线、高温合金行业专题报告、新材料产业圈
《激光增材制造高温合金材料与工艺研究进展》作者：孙晓峰、宋 巍、梁静静、李金国、周亦胄，仅作交流分享。
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战新产业 | ④新一代长寿命抗结焦高温合金诞生记
编者按
战略性新兴产业代表新一轮科技革命和产业变革的方向，是国家培育发展新动能、赢得未来竞争新优势的关键领域。5月24日，国资委召开的中央企业加快发展战略性新兴产业部署会指出，深刻认识新时代新征程国资央企使命任务，以高度的政治责任感和历史使命感，全力以赴发展战略性新兴产业。近年来，中央企业持续加大战略性新兴产业投入力度，国有经济战略支撑作用不断增强。《国资报告》杂志特推出战新产业系列报道，呈现央企在发展战略性新兴产业方面的成绩、经验与担当。今天，我们为您分享系列报道第四篇《新一代长寿命抗结焦高温合金诞生记》——
文 · 本刊记者 原诗萌《国资报告》杂志2023年第12期乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，在国民经济中占有重要地位。我国是乙烯大国，截至2022年底，我国乙烯产能达到4675万吨/年，首次超过美国成为世界乙烯产能第一大国。预计到2025年产量将突破7000万吨。乙烯裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，乙烯裂解炉管技术和质量的优劣直接决定了整套乙烯装置的生产规模、产量和产品品质。我国的乙烯裂解炉炉管现在主要使用耐热钢，但其抗结焦和渗碳能力有限，清焦周期和炉管寿命均比国外近几年推行的加铝材料炉管低一倍以上，导致我国使用传统耐热钢炉管生产技术的综合使用成本较国外加铝材料炉管高约600元/吨，且裂解能耗和节能减排面临较大压力。中国钢研所属钢研高纳研发团队在先进航空航天材料的基础之上，结合乙烯裂解炉的特殊使用环境和工艺特点，自主设计开发了具有独立自主知识产权的新一代长寿命抗结焦NH1949高温合金新材料及其乙烯裂解炉管工业化制备技术，实现了我国乙烯裂解炉管的技术升级和低成本工业化生产。“中国钢研自主开发的新型抗结焦新材料NH1949高温合金打破了W方的技术封锁，实现了弯道超车，对于提升我国石油化工产业竞争力具有非常重要的意义。”中国钢研党委副书记、总经理高宏斌说。“生死之战”
乙烯裂解炉管是乙烯生产装置的核心部件，直接决定着整套乙烯装置的生产水平。而炉管结焦则是长期困扰乙烯装置达产降耗的世界性难题。中国钢研作为我国金属材料及冶金领域实力领先的综合性研发机构和科技型企业，承担起了重要使命。“近年来，围绕‘四个面向’总体要求，中国钢研集聚力量，攻克一批关键核心技术，形成一批重大科技成果。NH1949高温合金就是面向经济主战场的代表性成果。”高宏斌对《国资报告》记者说。我国目前采用的Cr25Ni35和Cr35Ni45合金，依靠形成三氧化二铬氧化膜提高抗结焦性能，但由于三氧化二铬氧化膜在980℃以上不稳定，容易挥发、开裂，导致保护作用有限，造成炉管的清焦周期、实际服役寿命均较短。结焦不但造成乙烯产量下降、能耗增加，而且清焦会造成产量损失、影响炉管寿命、排放大量二氧化碳气体，导致乙烯的生产在能耗、污染、效率和成本等方面制约了乙烯产业的高质量发展。青岛新力通主要从事900℃~1250℃耐高温、耐热合金离心铸管及静态铸件的专业化生产，是化工领域高温合金的龙头企业，在乙烯裂解炉管领域的市占率达到40%，国内排名第一。青岛新力通董事长王兴雷告诉记者，传统的抗结焦炉管技术是采用物理方法，改变炉管结构，如内涂层、雨滴管、梅花管、扭曲片管等，这种技术在使用前期会起到一定效果，但随着使用时间的增加，效果逐渐不明显。参照航空航天先进高温合金的设计理念，通过铝等合金元素含量的调整，在炉管内壁生成稳定、致密的三氧化二铝膜且可自行修复、再生，替代传统耐热钢的三氧化二铬膜，是抗结焦新材料的发展趋势。德国相关企业已经开发了加铝合金，可以在炉管内壁自动生成稳定连续的三氧化二铝膜，并于2004年开始碳素工具钢化应用。此后，日本相关企业相继开发了加铝合金炉管材料，且均在中国申请了专利保护。其中德国的加铝合金材料的综合性能最优，在加铝合金炉管中占据了60%~70%的市场份额。截至2022年10月，全球已有450多台乙烯裂解炉更换了德国生产的加铝合金炉管。不过，德国对中国进行了严密的战略和技术封锁。中国钢研青岛新力通技术人员对NH1949高温合金乙烯裂解管排进行焊接2012年开始，王兴雷和青岛新力通的研发团队开始关注加铝高温合金炉管，当时他们了解到，国外有公司正在做加铝合金炉管，这种在高温下炉管内壁自动生成致密的三氧化二铝膜，具有抗结焦和抗渗碳的作用，真正从机理上解决了业界长久以来的难题。得知这一情况后，他们非常有危机感，因为该新材料碳素工具钢化以后，传统材料肯定会被替代掉。“我们一开始就定位做国际化，现在国际上已经有新的技术，如果再用传统材料参与国际竞争，肯定会被淘汰。另外，将来国内市场一定会被国外企业占领，我们在国内市场也会被淘汰。因此，能否开发出具有竞争力的高铝新材料，对我们来讲就是生死之战。”王兴雷说。王兴雷带领研发团队，下定决心研究新材料，并开始查阅大量的合金相关资料。不过，随着研究的深入，王兴雷发现，要研发这种具有很深技术层次的高温合金材料，以青岛新力通当时的研发水平很难实现。在寻找技术研发合作伙伴的过程中，中国钢研所属钢研高纳成为青岛新力通的首选目标。钢研高纳的前身是钢铁研究总院高温合金材料研究所，该所成立于1958年，助推我国航空航天高温合金体系实现了从无到有的历史性跨越。钢研高纳于2002年成立后，凭借在高温合金领域技术上的领先优势，着力加快实现产业化，将技术优势转化为生产优势和市场优势，努力打造国内高温合金一流的供应商与研发创新基地。2015年，青岛新力通与钢研高纳的真空连铸工程中心研发团队签订了技术研发联合协议，开展乙烯裂解炉管用高温合金的联合攻关。
突破“四难”
由于德国、日本的加铝高温合金材料均在中国申请了专利保护，且范围非常宽，想要突破知识产权限制，还要把铝加进去，非常困难。联合研发团队在文献调研以及多年高温合金研究的基础之上，经过数十轮次的试验和7年多的时间，终于突破了成分限制，开发了力学性能和抗渗碳、抗结焦性能俱佳且成本可控的加铝炉管材料NH1949高温合金，并于2019年9月份获得了国家发明专利授权。这是一段相当艰难的历程。王兴雷告诉记者，由于NH1949高温合金含有4%左右的铝，其材料特性与传统耐热钢有明显差别，导致NH1949高温合金炉管制备及冶炼、铸造、加工、焊接等工序均存在较大难点，存在铝元素控制不稳定，容易出现气孔、夹杂，加工困难、效率低等问题，严重影响工程化应用的质量和效率，可以归纳为“四难”。首先是冶炼难。NH1949高温合金不仅含有4%左右的铝，并且还含有钛、锆等高活泼元素，在大气中冶炼时，如果工艺控制不当，极易形成氧化物夹杂，不但会造成活泼元素烧损，合金成分控制不稳定，而且对后续的炉管机械性能、表面质量、服役性能均产生不良影响。因此，最初联合研发团队准备走真空离心铸造的路线，但由于成本高、效率低，无法实现工业化和产业化。“如何解决非真空状态下的冶炼问题，确实超出了我们原有的认知。最终，研发团队经过大量的试验，开发出了冶炼纯净化工艺和表面合金化技术，解决了冶炼难的问题。”王兴雷说。其次是铸造难。由于铝的加入，NH1949高温合金钢液黏度大、流动困难，钢水必须保持足够的过热度，如果过热度不足，就会产生浇注不足、表面气孔等现象，造成炉管报废。特别是内径较小的炉管，由于所需钢水量少，钢液降温速度快，难度更高。为此，联合研发团队设计了专用的浇铸生产线和浇铸工装、工艺，并严格控制操作流程，突破了铸造难题。第三是加工难。由于NH1949高温合金中铝的存在，在冶炼浇铸过程中形成的三氧化二铝、氮化铝等夹杂物，在离心力的作用下会聚积在炉管内壁，加上纳米级复合材料Ni3Al强化相的存在，加工非常困难，加工时间数倍于传统的耐热合金炉管，最初研发时加工第一根炉管需要24小时的时间。联合研发团队通过优选合适刀具，调整加工工艺，最终将加工时间控制在60分钟左右。最后是焊接难。由于市场上没有同材质的焊材，如何解决焊材不抗氧化，成为联合研发团队不得不面对的问题。而且，当时国外也没解决焊材的问题，只是采用低牌号的焊丝替代。通过反复试验，联合研发团队开发出了配套的NH95合金焊丝，保证整台炉都具有优异的抗结焦抗渗碳性能。最终，联合研发团队充分发挥了中国钢研材料研发能力和制造工艺技术的综合优势，于2018年研发成功了工业化规格的炉管试制，2019年研发成功了具有自主知识产权的NH1949高温合金炉管，填补了国内在此领域的空白。因为这项技术合作，钢研高纳和青岛新力通加深了对彼此的认识和了解，并开展了更进一步的合作——2018年，钢研高纳通过发行股份及支付现金的方式收购青岛新力通65%的股份，青岛新力通成为钢研高纳子公司，钢研高纳通过此次收购，将业务拓展至石油化工领域。
“我们从此站起来了”
NH1949的研发成功振奋人心。该研发项目打通了长寿命抗结焦乙烯裂解管NH1949合金工程化应用的关键环节，形成高质量NH1949合金炉管稳定化制备的成套综合技术，进入产业化应用阶段。王兴雷告诉《国资报告》记者，NH1949材料在综合性能、炉管工艺水平、乙烯裂解服役稳定性表现等方面均超过国外同类产品的水平。同时，NH1949抗渗碳性能优异，渗碳增重只有国外相关公司加铝材料的三分之一，完全抗氧化温度可达1200℃，比国外相关公司加铝材料合金高出100摄氏度，在1100摄氏度、17兆帕条件下的持久寿命是国外相关公司加铝材料的4倍以上。另据了解，NH1949推动乙烯裂解炉管平均寿命由原6年提升至10年，抗结焦清焦周期由原平均40~60天延长至160天以上，超过国外相关公司平均80~120天的先进水平，节约4倍效能，每年可降低我国乙烯生产成本400亿元以上。说到NH1949这个材料牌号的命名，还有一段小故事。其中N代表新力通（NPA），H代表耐热性（Heat resistance），1949则代表着新中国成立的年份。“原来，我们给新材料起牌号是根据主要成分和结构的。这次我们没有按照常规去做，而是命名为NH1949，这个牌号的寓意是，原来我们在这个领域一直是落后的，而新材料的研发成功，则代表着我们在这个行业里从此站起来了。”王兴雷说。基于NH1949合金优异的性能，青岛新力通准备在世界范围内推广，因此在全球42个国家申请了发明专利，完成了知识产权的全球布局。截至目前，该成果已获授权国家发明专利1项，并在美国、日本、俄罗斯等15个乙烯生产国家完成发明专利布局，共申请16项国际发明专利，其中获欧盟、俄罗斯、沙特、日本、南非、新加坡、韩国授权国际发明专利7项。同时，成果已在中国石油独山子石化公司、辽阳石化公司、兰州石化公司、烟台万华公司和美国伯韦科（Birwelco）等5家国内外企业推广应用。在独山子的4号炉应用3年来，运行安全、平稳、高效，清焦周期延长了4倍以上。据测算，NH1949应用后，按照5000万吨/年乙烯产能计算，预计每年可为行业带来300亿元的收益，每年节能减排600万吨标准煤，从而助力客户在降本增效、节能减排、低碳环保等方面走在行业的前列，实现企业更高的经济数值和社会数值。“未来除了石化市场外，此材料还能应用到氢冶金、氢能源、军工等方向。”王兴雷说。回顾研发历程，王兴雷感慨道，虽然过程很艰辛，但是不能放弃，放弃就等于失去了未来。所以，我们很感谢这段时光，磨炼了我们的意志。“接下来，我们将在返回料的回收利用方面继续攻关，并不断完善制备工艺，为我国乙烯制备和石油化工产业发展作出更大贡献。”王兴雷说。高宏斌向《国资报告》记者表示，下一步，中国钢研将按照国务院国资委的安排部署，围绕服务国家战略需求，以创新链引领产业链，以产业链支撑创新链，强化作为国资央企的战略科技力量，为保障高端金属材料产业链供应链安全、稳定作出更大贡献。
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100大潜力新材料——高温合金
上榜理由
航空发动机必不可少的材料，进口替代市场前景广阔
高温合金是航空发动机必不可少的材料，在世界先进航空发动机研制中，高温合金用量已占到发动机总量的40%-60%，我国高温合金行业长期处于供不应求的状态，年市场缺口近1万吨，军用航空发动机高温合金约有40%依赖进口，进口替代市场前景广阔。
材料简介
高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。
高温合金中，铁基高温合集使用温度较低，在750~780℃之间，而镍基和钴基合金的使用耐热温度较高，其中镍基高温合金在航空航天领域应用广泛。
应用领域
飞机涡轮叶片、导向叶片、燃气轮机、涡轮盘以及燃烧室…
发展历程
1936年，英、德、美等国开始研究高温合金
1941年，英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛，形成γ相以进行强化，研制成具有较高的高温强度的镍基合金
1942年，美国使用Vitallium钴基合金制作涡轮增压器叶片
1956年，A-286和Incoloy901等牌号铁基高温合金相继诞生
1956年，国内开始仿制前苏联高温合金为主体的合金系列
1975年，国内试制欧美型号的发动机，提高高温合金生产工艺技术和产品质量控制
1996年至今，国内应用和开发了一批新工艺，研制和生产了一系列高性能、高档次的新合金
行业发展目标
《中国制造2025》中提出，高温合金的发展要突破低成本规模化生产技术，要突破第四代粉末、单晶、点阵材料等新一代高温合金关键技术，打通先进高温合金制备工艺流程；国产高代次涡轮盘和单晶叶片等高温合金产品形成稳定供应能力，满足航空发动机与燃气轮机重大专项对高温合金材料的需求。
市场规模预测
据Allied Market Research的统计及预测数据显示，2019年全球高温合金的市场规模为62亿美元，预计到2027年将增长至92亿美元，2020-2027年的复合年增长率为8.7％。
主要研究单位/公司
国内：钢研高纳、抚顺特钢、宝钢特钢、中国航发、万航模锻、万泽股份、图南股份、钢铁研究总院高温材料研究所、北京航空材料研究院、中科院金属所、北京航空航天大学、北京科技大学、W北工业大学…
国外：美国GE、PW、Haynes Stellite、Inco Alloys International、Cannon-Muskegon、Westinghouse、Cabot、Martin Marietta、Standard Pressed Steel、Whittaker、Special Metal、Universal-Cyclops Steel、Howmet、Pratt & Whitney、俄罗斯United Aircraft Company、加拿大Mond Nickel Company…
以上排名不分先后，部分名称为简称
应用案例
航空航天：飞机引擎、航天推力发动机、涡轮叶片…
发动机
图片来源：图虫创意
发动机燃烧室
图片来源：图虫创意
涡轮叶片
图片来源：图虫创意
能源领域：天然气开采管路…
天然气开采
图片来源：图虫创意