在国际先进发起机研发中，高温合金资料用量已占到发起机总量的40%~60%。所以，高温合金资料也被誉为“先进发起机柱石”。除此之外，高温合金在电力、运送、石油化工职业也占有重要的位置。
航空发起机被称为“工业之花”，是航空工业中技能含量最高、难度最大的部件之一。作为飞机动力设备的航空发起机，特别重要的是金属结构资料要具有轻质、高强、高韧、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等功能，这几乎是结构资猜中最高的功能要求。
高温合金因为其优异的耐高温功能，广泛的运用于航空工业，电力职业，石油化工职业，运送职业和燃气轮机职业。
在现代先进的航空发起机中，高温合金资料用量占发起机总量的40%-60%。在航空发起机上，高温合金首要用于焚烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热段零部件；此外，还用于机匣、环件、加力焚烧室和尾喷口等部件[2]。
焚烧室是动力机械动力的发源地。焚烧室内发生的燃气温度在1500~2000℃之间。因为其他的空间有压缩空气活动，所以焚烧筒合金资料的接受温度一般在800~900℃以上，部分达1100℃。因此，焚烧筒要求资料要具有高温抗氧化和抗燃气腐蚀功能，杰出的冷热疲惫功能。
焚烧室运用的首要高温合金以镍基或钴基高温合金为主。例如第三代战斗机F100发起机选用Haynes 188钴基高温合金，F110，F404和F414发起机则选用Hastelloy X 镍基高温合金。可是跟着飞机推重比的进步，对焚烧筒资料提出了新的要求。第四代战机焚烧筒首要是镍基高温合金并涂覆陶瓷热胀涂层，并且选用新的焚烧室结构，如F119和F135选用了起浮壁结构，而F136发起机选用了Lamilloy结构。到了第五代战机，多运用Lamilloy结构的高温合金、耐高温1482℃陶瓷复合资料和热胀涂层。因此，为了习惯航空发起机新的推重比的要求，全新资料基体和制备工艺的高温合金急需研发出来[3]。
导向叶片是涡轮发起机上受热冲击最大的零件之一。但因为它是停止的，所受的机械负荷并不大。一般因为应力引起的歪曲、温度剧烈改变引起的裂纹以及过燃引起的烧伤，会使导向叶片在作业中经常出现毛病。根据导向叶片作业条件，要求资料具有如下功能：满意的耐久强度及杰出的热疲惫功能；有较高的抗氧化和抗腐蚀的才干。
铸造高温合金成为了导向叶片的首要制作资料。美国Howmet公司等多选用IN718C、PWA1472、Rene220以及R55合金作为导向叶片的资料。近年来，因为定向凝结工艺的展开，用定向合金制作导向叶片的工艺也在试制中；此外，FWS10发起机涡轮导向器后篦齿环制作选用了氧化物弥散强化高温合金[1]。
涡轮盘在作业中受热不均，盘的轮缘部位比中心部位接受较高的温度，发生很大的热应力。榫齿部位接受最大的离心力，所受的应力更为杂乱。为此对涡轮盘资料要求有：合金应具有高的屈从强度和蠕变强度；杰出的冷热和抗机械疲惫功能；线胀大系数要小，无缺口灵敏性，较高的低周疲惫功能。
粉末高温合金是现代高功能发起机涡轮盘的必选资料。1965年展开了高纯预合金粉末技能。美国P&WA(Pratt&Whitney Aircraft)公司首要创始了粉末高温合金盘件用于航空发起机的先河。1972年IN100粉末高温合金涡轮盘用于F100发起机上，敞开了粉末高温合金的实践运用阶段。
我国的粉末高温合金的研讨起步于20世纪70年代后期，在后续的展开过程中，根据国家类型需求，连续展开了FGH95合金，FGH96合金，FGH97合金，FGH98合金和FGH91合金的研发。其间FGH95是现在强度最高的粉末高温合金，最高运用温度650℃，首要用于制备发起机的涡轮盘挡板以及直升机用涡轮盘。
现在在粉末高温合金范畴，美国、俄罗斯、英国、法国、德国、加拿大、瑞典、我国、日本、意大利以及印度等国家均展开了研讨作业，美国、俄罗斯、英国、法国、德国和我国等国家把握了工业出产工艺，其间仅有美国、俄罗斯、法国和英国能独立研发粉末高温合金并树立了自己的合金商标[1-4]。
涡轮作业叶片是涡轮发起机上最要害的构件之一。尽管作业温度比导向叶片要低些，可是受力大而杂乱，作业条件恶劣，因此对涡轮叶片资料要求有：高的抗氧化和抗腐蚀才干；高的抗蠕变和耐久开裂的才干；杰出的机械疲惫和热疲惫功能以及杰出的高温文中温归纳功能。
涡轮叶片用资料开端遍及选用变形高温合金。跟着资料研发技能和加工工艺的展开，铸造高温合金逐步成为涡轮叶片的候选资料。美国从20世纪50年代后期开端测验运用铸造高温合金涡轮叶片，前苏联在60年代中期运用了铸造涡轮叶片，英国于70年代初选用了铸造涡轮叶片。而航空发起机不断寻求高推重比，促进国内外自70年代以来开端研发新式高温合金，先后研发了定向凝结高温合金、单晶高温合金等具有优异高温功能的新资料。其间单晶高温合金资料成为现在干流的涡轮盘资料。
单晶高温合金是在等轴晶和定向柱晶高温合金根底上展开起来的一类先进发起机叶片资料。20世纪80年代初期以来，第一代单晶高温合金PWA1480、ReneN4等在多种航空发起机上取得广泛运用。80年代后期以来，以PWA1484、ReneN5为代表的第二代单晶高温合金叶片也在CFM56、F100、F110、PW4000等先进航空发起机上得到很多运用，现在美国的第二代单晶高温合金已老练，并广泛运用在军民用航空发起机上。90年代后期以来，美国研发成功第三代单晶高温合金CMSX-10。之后，GE、P&W以及NASA合作开发了第四代单晶高温合金EPM-102。法国和英国也别离研发单晶高温合金，并完成了工程运用。近年来，日本又相继成功的研发了承温才干更高的第四、第五、第六代单晶合金TMS-138,TMS-162,TMS-238等[3]。
我国的单晶高温合金是由中航工业航材院于20国际80年代初首先开端研讨的，并成功研发出我国第一代单晶高温合金DD4。90年代又成功研发了第二代单晶高温合金DD6，并广泛运用已多种类型的先进航空发起机上。此外，我国的第三代单晶高温合金首要有北京航空资料研讨院先进高温结构资料要点实验室研发的DD9与DD10、我国科学院金属研讨所高温合金研讨部研发的DD32、DD33 、我国科学院金属研讨所研发的DD90；第四代单晶高温合金是由我国科学院金属研讨所研发的DD22；第五代单晶高温合金为陕西炼石有色研发的含铼高温合金资料。这些资料的现在仅限于实验室研发。
跟着以歼10B、歼15、歼16为代表的多款三代半战斗机连续进入列装，WS-10发起机需求持续增长；跟着国产大型运送机运-20的列装，大涵道比发起机也将进入量产，这将直接驱动航空发起机用高温合金的快速展开。为了进步高温合金资料技能，工信部在发布的《国家增彩制作工业展开推动方案（2015-2016年）》中明确要求打破高温合金等资料技能。为了满意我国航空展开对高温合金资料的要求，咱们要在曩昔作业的根底上，继续进行高水平、高质量的高温合金资料的展开和研发作业，安稳现有系统产品的功能和质量，研讨和探究作业温度超越1100℃以上的后继新高温资料，完善我国的高温合金系统。
电力职业是国民经济可持续展开的根底职业和先进工业。电力工业包含水电、煤电、气电、核电和新动力发电等方面。除水电外，不管是煤电仍是气电和核电的展开都需求有相应的高温结构资料作为支撑，功能优异的耐热钢和高温合金资料成为电力工业展开的技能要害[5]。
火电机组有相当多的部分为超高压。高压蒸汽参数机组，并且跟着蒸汽参数的进一步进步，对高温资料的要求越来越高。过热器和再热器是锅炉中作业环境最为恶劣的部件，接受的压力最大，温度最高，因此要求资料具有杰出的抗蠕变功能，一起还要满意管子对蒸汽侧的抗氧化功能和对烟气侧的抗腐蚀功能要求。现在，我国火电主锅炉过热器管材首要是铁基高温合金GH2948。
核电是一种安全、清洁、经济、牢靠的动力。用核电替代部分化石燃料发电，不光能够将化石燃料保存下来长时间运用，还有利于环境保护和削减很多的燃料运送。核电站的中心是反应堆，它是有堆芯、反射层、操控棒、堆容器和屏蔽层等组成。核工业用高温合金首要指反应堆用高温合金。高温合金首要用作压水堆蒸汽发生器传热管、元件格架和压紧绷簧等，以及高温气冷堆和部分快堆的过热器与再热器传热管零部件。
压水堆蒸汽发生器的传热管前期用18-8型不锈钢。可是因为奥氏体不锈钢对应力腐蚀灵敏，后被耐热、耐蚀合金Inconel 600所替代。尔后展开了Inconel 690 和 Incoloy 800 合金。关于这三种合金的抗腐蚀功能的好坏，现在观点尚不一致，所以都在运用，法国侧重与Inconel 690合金，德国多选用Incoloy 800 合金作传热管。我国泰山核电站的蒸发器传热管选用的是Incoloy 800合金，大亚湾核电站用的是Inconel 690合金。
高温气冷堆蒸汽发生器是螺旋管制型结构，装在预应力混凝土压力容器内侧。再热器和过热器的温度较高，传热管选用Incoloy 800 合金。蒸汽发生器和过热器的温度较低（450-340℃），传热管多选用2.25Cr-1Mo钢。
堆芯冷却管道是用定位格架和上下管座按设定的摆放方法组装成燃料堆件或元件盒的。定位格架资料早上选用奥氏不锈钢，现在首要选用镍基高温合金。
挖掘石油和天然气，特别是深井挖掘，需求运用镍基高温合金。因为深井下作业环境恶劣，比方酸性环境，氯化物浓度高，有硫化氢气体，气体分压大，井下温度动摇在0-218℃规模。因此，Inconel 718 合金在油气挖掘钻具上可用作打针阀、传统作业阀、气体升举阀、双制化学打针阀、安全阀等多种阀门，流体分流器选用Inconel 718C 铸造合金制备。Incoloy 925可制作XLD假阀、XLI气体升举阀、XLO-B阻尼阀，水压设备螺母等。Incoloy825可制作耐久打眼绳子、绳子管道、水压操控管线、水压设备套圈等。Incoloy 625可作水压设备管线]。
烟气轮机是炼油厂催化裂化设备能量收回系统的中心机组。在出产过程中，约有4%-7%的原料油转化为焦炭，在再生器内焚烧，焦炭放出的热量除部分用于加热催化外，其他热量加热烟气从再生器放出，这种从再生器放出的烟气具有98-196kPa的压力和约650-750℃的温度，把很多高温高压烟气，引入烟气轮机，经胀大作功后转化为轴功输出，驱动炼油厂空气压缩机或发电机组，今后收回这部分能量。
现在，内燃机车或轿车等民用运送工具运用的涡轮添加器选用的是细晶等轴晶高温合金叶片。内燃机机车首要是北车集团出产。在战车范畴，现在国际上只要美国将燃气轮机作为主战坦克动力，美国M1型系列坦克均装配了小型燃气轮机作为动力，效率高。发起快、马力大[6]。
舰船动力设备运用很多高温螺栓。因为在海上长时间作业，因此螺栓资料要饱尝由海盐成分加快的热腐蚀。别的因为螺栓还接受很大的拉应力，所以应力腐蚀是螺栓失效的重要因素。因此结构钢和合金钢螺栓大都不能直接长时间用于舰船动力设备。而应选用抗海洋气氛腐蚀功能好、抗高温腐蚀功能好、抗松懈功能好的高温合金制作舰船动力设备用螺栓。可选的螺栓用高温合金有: GH132 ( A286 ) 、GH145 ( Inconelx750) 、GH751 ( Inconel751 ) 、GH169、GH33A、GH80A ( Nimonic80A ) 、GH90 ( Nimonic90 ) 、MP35N、GH159 ( MP159 ) 、R26、GH105( Nimonic105) 、GH242 等[6]。
燃气轮机具有热效率高、污染少、耗水少、易装置等长处，联合循环的燃气轮机组还能到达高达60%的热效率，因此燃气轮机在电力职业的运用越来越广泛。先进的资料是燃气轮机规划、制作技能的根底和保证条件，特别是燃气轮机热端部位的高温资料，没有先进的高温资料就不或许规划和制作出先进的燃气轮机。高温合金在燃气轮机资猜中占有极其重要的位置，在燃气轮机焚烧室、过度导管、导向叶片、涡轮作业叶片以及涡轮盘等部件上都有着广泛的运用[8]。
燃气轮机的研发技能一向被美国通用、日本三菱、德国西门子和法国阿尔斯通等跨国巨子独占。而从国内现在正在运转的重型燃机看，我国发电设备制作业现在还不具有燃机整机自主制作才干和热端部件的修理和制作才干。国外对此项技能严厉保密，严峻限制我国重型燃气轮机的展开。我国出产的燃气轮机可分为两类:一是引入型，二是自主研发型。引入型燃机热端部件悉数进口，重型燃气叶片产品进口价格为10 亿元/吨，该部分本钱占整台燃气轮机的25% ～ 30%。一起还会签定对应服务合同，配件悉数由原厂商供给。一起国外公司在出售保护燃机热端部件的一起会要求签署弥补设备保护协议，保修期内( 一般为10 年) 的配件需悉数选用原装配件，该部分价值或许比设备自身还高。图便是工业轮机首要构件的高温合金的运用[8]。
燃气轮机的重要用处除了发电机组，还能够作为舰船的动力等。可是不管作为哪种用处，它运用的高温合金含量都占很大的比重。
跟着高温合金工艺化的不断老练，高温合金的运用会越来越广。在完善高温合金系统的一起，咱们也需求树立和完善我国航空用高温合金的规范。经过展开规范化根底研讨，加强新资料研发中的规范化，进步规范制修订的先进性和适用性，完善通用资料规范，加强拟定资料配套规范，然后更好地满意我国航空航天发起机出产和展开的需求。也只要根据完善的规范系统，大力的展开新资料，改善旧资料的功能，完善制备工艺，咱们才干缩短与其他高温合金抢先国家如美国、日本、法国等的距离，进步我国在高温合金范畴的竞争力，保证我国的航空和军事范畴的展开，进步我国在国际事务中的话语权。
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[3] 梁春华, 李晓欣等. 先进资料在战斗机发起机上的运用与研讨趋势. 航空资料学报, 2012,32(6)：32-36.
[4] 李爱兰，曾燮榕, 曹腊梅, 汤鑫, 盖其东. 航空发起机高温资料的研讨现状[J]. 资料导报，2003,17（2）：26-28.
[6] 周鑫磊，王世安，王大伟等。高温合金资料在大型现代化舰船动力的运用[J]。资料开发与运用，2012.27（1）.72-83.
[7] 杜剑维，汤建华，李南. 国外舰船动力设备技能展开现状及趋势[J]. 舰船科学技能，2010,32(8):13-19.
[8] 赵光普等. 高温合金在工业燃气轮机中的运用和展开[J].第八届（2011）我国钢铁年会论文集.
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