高温合金通常的工作温度超过600℃，在高温下的强度、延展性、抗蠕变性能以及抗腐蚀能力都很强。对于高温合金零部件，增材制造技术不仅能够缩短生产时间、降低生产成本，还能优先考虑功能设计，非常适用于制备航空发动机及燃气轮机喷嘴、叶片、燃烧室等热端部件，以及航天飞行器、火箭发动机等复杂零部件。近年来，高温合金增材制造技术发展迅速，已在航空航天领域实现了多项应用。

关于高温合金

高温合金，又称热强合金或超合金，是指在高温、应力条件下仍能按设计要求正常工作的金属材料，其服役条件苛刻：1）600-1200℃的温度；2）氧化和燃气腐蚀 环境；3）复杂应力（蠕变、高低周疲劳、热疲劳等）。因此除优异的承温能力、抗氧化性、抗热腐蚀、抗疲劳、断裂韧性/塑性等，还必须具备良好的组织稳定性和使用可靠性。

高温合金研发最早起源于20世纪20年代，30年代开始用于涡轮喷气 发动机，此后随着航空、航天发动机的升级换代，其工艺、成分、品 种、性能等也不断改进。高温合金的分类方法众多，如按基体元素、按制备工艺、 按强化方式、按使用性能等。按基体元素可分为铁基、镍基和钴基，其中镍基合金最为普遍；按制备工艺又可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合 金，这也是目前使用最多的分类方法。按制造工艺划分，目前我国高温合金市场需求占比最高的是变形高温，占整个高温合金市场需求的70%以上；按合金基体元素来分，占比最大的是镍基高温合金，占比达到了80%以上。

高温合金核心应用在航空航天领域，近几年已逐步延伸至许多民用领域。军用：高温合金一直是现代航空、航天发动机热端部件关键材料中不可替代的主角，没有高温合金就没有现代航空事业。民用：石油化工、电力、汽车、核能等多个工业行业，如工业用燃气、蒸汽轮机、车用涡轮增压器、石油化工能源转换装置等，民用领域高温合金的使用正在逐步替代传统的不锈钢。从需求占比看，全球高温合金主要应用在航空航天市场，占总使用量55%，其次是电力的20%和机械的10%。原材料占航空发动机成本约50%，高温合金为原材料的主要构成，约占材料成本的36%。

高温合金的高准入壁垒主要因其高难度的生产技术工艺，特别是对生产工 艺流程的管控。高温合金的制备工艺因品种而不同，大体步骤有三个：熔 炼、铸造、热加工，各个环节又有多种方法。粉末高温合金则主要通过粉 末法替代熔炼。技术瓶颈主要体现在成分、设备及热处理三个方面：

1）成份配比，直接决定熔炼结果及后续工序，这也是开发新产品的重 要性所在。成分决定了组织特点，其要求三个：材料纯净度、晶粒细 化和均匀化、防治宏观偏析等。

2）设备更为重要，设备对应的加工条件影响最终材料的微观结构，越 是尖端、先进材料越是如此，对设备的操作熟练度也很关键；高温合 金的生产设备众多，如真空感应炉、真空电弧炉、真空自耗炉、电渣 炉、水压机、精锻机等，国内外设备先进程度存在不小差距。

3）后部工序：热处理工艺及无损探伤等，是所有金属材料的共性。

在现代航空发动机中，高温合金占有极其特殊的重要地位。高温合金从诞生起就用于航空发动机，航空发动机内多数部件都需要在高温高压的恶劣 环境下长期工作，对性能、工艺要求极高，因此高温材料是必须的。在航空发动机内主要应用于四大热端部件：燃烧室、导向器、 涡轮叶片和涡轮盘，在高性能的航空发动机中，高温合金还用于压气机后端盘、转子叶片及机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等。