镍基高温合金的技术进展
镍基高温合金增材制造技术及其在航天领域应用进展
镍基高温合金增材制造技术及其在航天领域应用进展
张宁波;温斯涵;张景琪;高鹏;康黎;李启军;吕宏军
【期刊名称】《航天制造技术》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】镍基高温合金在高温环境下具有抗氧化性能好、力学性能优的特点,在火箭发动机、超燃冲压发动机等领域有着广泛的应用。
增材制造技术以其“近净成形”的优势,可实现传统加工方式难以实现的含流道、薄壁等复杂结构件的成形,进一步
推动了镍基高温合金在航天领域的应用。
本文以增材制造技术研究最透彻的
GH4169/IN718为例,概括了增材制造镍基高温合金的力学性能、微观组织特征,总结了增材制造高温合金在航天领域的应用进展。
【总页数】9页(P7-15)
【作者】张宁波;温斯涵;张景琪;高鹏;康黎;李启军;吕宏军
【作者单位】航天材料及工艺研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG44;V19
【相关文献】
1.激光增材制造镍基高温合金构件形性调控及在航空航天中的应用
2.航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状
3.镍基高温合金增材制造研究进展
4.增材制造
镍基高温合金在航空发动机与燃气轮机中的研究应用进展5.激光增材制造沉淀强
化镍基高温合金热裂纹研究进展
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镍基高温合金的研究与工程应用
镍基高温合金的研究与工程应用随着机械制造和航空航天工业的不断发展，对于高温高压材料的需求也越来越大。
而镍基高温合金便成为了解决这一难题的重要材料之一。
镍基高温合金具有优异的高温抗氧化性能、高强度和耐磨性等特点，成为了高端制造领域的首选材料之一。
本文将探讨镍基高温合金的研究和工程应用。
一、镍基高温合金的分类和组成镍基高温合金按所含元素定性可分为镍基合金、高温合金、超高温合金和热成形合金四类。
在这四个类别中，镍基合金和高温合金是大量被应用的两个类别。
镍基合金主要由镍、铬和铁组成，常常加入一定比例的铝、钛和钨等元素，其中铬的含量在10%~30%之间。
高温合金除包含镍、铬、铁外，还含有铝、钛、钪、钼等元素，富铝高温合金还含有少量的硼、锰、锆等元素。
二、镍基高温合金的性能镍基高温合金具有很强的高温抗氧化性能，能够保持高温下的结构稳定性，在较长时间内不会发生软化、变形和腐蚀。
这一性能通过合金中添加铝、硅、钆等元素进行增强。
同时，镍基高温合金还具有高强度和耐磨性，能够在高速摩擦和高压环境下保持稳定性能，避免失效和生产事故的发生。
三、镍基高温合金的研究目前，针对镍基高温合金的研究主要集中在材料的制备、加工、表面处理和性能优化等方面。
对于材料制备方面，热状态下的粉末冶金、熔炼和快速凝固技术是当前的研究热点。
通过这些制备方法，能够获得颗粒更细、晶粒更细的材料。
对于材料加工方面，高温合金在制造过程中需进行多次热加工和热处理，以获得其高强度、高稳定性的特点。
表面处理方面，通常蒸镀、喷涂等方法常常用于增强镍基高温合金的抗腐蚀性能。
性能优化方面，深入研究各类添加元素对于合金力学性能的影响，以及不同工艺对于合金微观结构的影响均是当前研究的方向之一。
四、镍基高温合金的应用随着工业技术的不断提高，镍基高温合金的应用领域越来越广泛。
在航空航天、军事、电力、船舶制造等领域，镍基高温合金都有广泛的应用。
一方面，镍基高温合金能够长时间保持在高温高压环境下的稳定性能，在火箭发动机、航空发动机和汽车发动机等高温机件中得到应用。
热处理中的镍基合金热处理技术
热处理中的镍基合金热处理技术镍基合金是一种非常重要的金属材料，具有良好的耐热性、耐蚀性和抗氧化性能，广泛应用于航空、航天、化工等领域。
在镍基合金的制造和应用过程中，热处理技术起着重要的作用，可以有效地控制材料的性能和结构，提高其耐用性和可靠性，延长其使用寿命。
本文将对镍基合金的热处理技术进行详细介绍。
一、热处理的基本原理热处理是指在一定温度下和时间内对材料进行加热、保温和冷却等过程，以改变其性能和组织结构的工艺。
具体而言，热处理可以分为两个过程：加热过程和冷却过程。
在加热过程中，材料的晶粒逐渐长大，同时在内部形成一定的应力场，产生一系列的变形和相变。
在冷却过程中，这些应力和变形将得到释放和修复，材料的晶粒将重新调整和排列。
通过这些变化和调整，热处理可以使材料的性能得到显著的提高，从而满足不同领域的需求。
二、镍基合金的热处理工艺镍基合金是一种高强度、高温合金，其应用领域非常广泛。
在不同的使用环境下，镍基合金需要具有不同的性能和结构，因此需要进行不同的热处理工艺。
以下是几种典型的镍基合金热处理工艺。
1. 固溶处理固溶处理是镍基合金的常见热处理工艺之一，其主要目的是去除材料的金相或结构缺陷，使晶粒得到再生长和调整。
具体而言，固溶处理是指将材料加热到一定的温度，保温一定的时间，然后冷却至室温的工艺。
在固溶处理过程中，固溶温度的选择非常重要。
固溶温度过高将导致过度烧损和烧结，过低则无法达到固溶的效果。
通常情况下，固溶温度应选择在材料的升温和降温曲线上的峰值位置。
2. 锻造处理锻造处理是将镍基合金加热至通常超过其熔点的温度，然后通过机械锻造的方式改变材料的织构和结构，提高其性能和机械强度。
锻造处理可以使材料的晶粒得到细化和调整，从而达到提高其耐腐蚀性、耐热性和抗氧化性的目的。
3. 晶粒度控制处理晶粒度控制处理是指通过控制固溶和再结晶的温度和保温时间，调整材料的晶粒大小和分布，以提高其性能和可靠性。
通常情况下，细晶材料具有优异的力学、化学和物理性能，因此晶粒度控制处理是镍基合金的重要热处理技术之一。
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析镍基高温合金是一类具有优异高温性能的合金材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将介绍镍基高温合金的生产工艺及其在核反应堆中的应用分析。
一、镍基高温合金的生产工艺镍基高温合金的生产工艺主要包括原料选取、合金设计、熔炼铸造、热加工和热处理等环节。
1. 原料选取：镍基高温合金的主要成分是镍、铬、钼、钽等合金元素，其中镍是基体元素，其他元素用于合金强化和抗腐蚀。
原料选取需要保证材料的纯度和均匀性，以提高合金的性能。
2. 合金设计：根据合金的使用要求，通过调整合金元素的配比和含量，设计出具有优异高温性能的合金配方。
合金设计需要兼顾强度、塑性、耐腐蚀等综合性能。
3. 熔炼铸造：将选取的原料按照一定比例放入高温电炉中进行熔炼。
在熔炼过程中，需控制合金中各元素的含量，以及铸态组织的形成，避免夹杂物的产生。
4. 热加工：熔炼得到的合金块需要经过热加工，如热压、热挤压、热轧等，以改变合金的形状和尺寸。
热加工可以提高材料的塑性和强度，同时也能改善材料的晶粒结构和机械性能。
5. 热处理：通过热处理可以调控合金的晶粒尺寸和组织结构，提高合金的抗氧化、抗蠕变和抗疲劳性能。
热处理包括固溶处理、时效处理等环节，需根据合金的具体成分和要求进行选择。
二、镍基高温合金在核反应堆中的应用分析镍基高温合金由于其优异的高温性能，被广泛应用于核反应堆中的核燃料元件、包壳、涡轮、管道等关键部件。
1. 核燃料元件：在核反应堆中，核燃料元件是承载核燃料的重要部件。
镍基高温合金具有良好的抗辐照性能、高温强度和耐腐蚀性能，可用于制造核燃料元件的包壳和结构支撑杆。
2. 反应堆包壳：核反应堆的反应堆包壳需要承受高温和高压的环境。
镍基高温合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和强酸环境中保持稳定的性能，因此可用于制造核反应堆的包壳。
3. 涡轮：核反应堆中的涡轮是转动设备，要求具有较高的强度和耐热性。
镍基高温合金具有出色的高温强度和耐蠕变性能，适合用于制造核反应堆的涡轮叶片。
镍基单晶合金高温蠕变行为的研究新进展
镍基单晶合金高温蠕变行为的研究新进展镍基单晶合金是目前航空发动机涡轮叶片的主要制造材料，其蠕变性能是关系到发动机使用安全和服役寿命的重要因素。
本文从成分组成、蠕变机制、本构模型等方面论述了近年来镍基单晶合金研究的新进展，特别着重于阐明镍基单晶合金蠕变行为与微结构演化之间的联系，论述了晶体塑性有限元方法在单晶叶片力学行为模拟中的应用，为我国发动机叶片设计和强度分析提供重要的理论参考和技术指导。
标签：镍基单晶合金蠕变微结构晶体塑性一、引言航空发动机涡轮叶片长期处于高温下，受到复杂应力和燃气冲击腐蚀等综合作用，工作条件十分恶劣。
涡轮叶片等热端部件的可靠性是影响发动机性能和寿命的关键因素和技术难点。
镍基单晶合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变、疲劳抗力及良好的抗氧化性和抗热腐蚀性，被广泛用于制造航空发动机的涡轮叶片等核心部件。
镍基单晶合金通过定向凝固技术消除了晶界，使其高温抗蠕变、疲劳性能大大增强，成为最受关注、应用最广的高温合金。
随着发动机服役温度的不断提高，单晶材料的蠕变行为和变形机制也随温度升高表现出不同的特征。
因此，建立合适的本构模型对镍基单晶合金的蠕变行为进行预测，对于我国航空发动机叶片设计、强度分析和寿命预测具有重要的意义。
二、镍基单晶合金的发展趋势及现状镍基单晶合金由于其优异的抗蠕变、疲劳和耐腐蚀性能，在过去的几十年里得到了世界各国的重视，并形成了合金系列应用到航空发动机的热端部件中，如美国的CMSX-2、CMSX-4、CMSX-10系列，英国的RR2000系列，法国的MC2、MC-NG系列，日本的TMS-75、TMS-138、TMS-162系列等。
我国镍基单晶高温合金研制从20世纪80年代初开始，现已发展到以DD22为代表的第四代合金材料，但是，合金性能和发达国家相比尚存在一定的差距，距离大范围实际应用还有较长的路要走。
镍基单晶合金优异的高温性能得益于Re、Ru、W等难熔金属的添加。
Re 的添加有助于改善高温合金的显微组织和热稳定性，降低不稳定相及单晶缺陷等的影响，从而显著增强单晶合金的高温抗蠕变性能。
镍基高温合金材料的蠕变性能研究
镍基高温合金材料的蠕变性能研究蠕变是材料在高温下受到持续载荷引起的塑性变形现象。
对于镍基高温合金材料而言，蠕变性能是评价其抗高温变形和延长使用寿命的重要指标。
本文旨在探讨镍基高温合金材料的蠕变性能，并进行相应的研究。
一、引言镍基高温合金材料是一类具有优异高温性能和耐热腐蚀性能的材料，被广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
然而，在高温环境下，镍基高温合金材料长时间持续受到应力载荷的作用，会发生蠕变现象，导致材料性能下降甚至失效，因此研究镍基高温合金材料的蠕变性能具有重要意义。
二、蠕变机制蠕变是材料在高温下受到应力作用导致的塑性变形，其机制主要包括晶体滑移、晶体自扩散和晶体再结合等过程。
晶体滑移是指晶体中原子沿着晶格面产生位错滑移，从而引起材料的塑性变形。
晶体自扩散是指晶体内部的原子在热激活下从一处扩散到另一处，以消除应力集中，促进材料的变形。
晶体再结合是指塑性变形过程中，一些位错会因为碰撞而合并，从而减少其数量。
三、蠕变实验为了研究镍基高温合金材料的蠕变性能，通常会进行蠕变实验。
蠕变实验一般分为恒应力蠕变实验和恒应变蠕变实验两种。
恒应力蠕变实验是在一定温度下施加恒定应力，测量材料的蠕变应变随时间的变化。
恒应变蠕变实验是在一定应变速率下施加应变，测量材料的蠕变应力随时间的变化。
四、影响蠕变性能的因素镍基高温合金材料的蠕变性能受到多种因素的影响，包括温度、应力、应变速率、合金化元素等。
温度是影响蠕变性能最重要的因素，一般情况下，随着温度的升高，蠕变应变增加。
应力是引起蠕变的主要驱动力，较高的应力会加剧蠕变现象。
应变速率是指应变的施加速度，较高的应变速率会导致更明显的蠕变现象。
合金化元素可以通过调整合金的成分和微观结构来改善蠕变性能。
五、蠕变寿命预测蠕变寿命预测是研究镍基高温合金材料蠕变性能的重要内容。
通过分析蠕变实验数据并建立相应的蠕变寿命模型，可以预测材料在实际使用中的抗蠕变寿命。
常用的蠕变寿命模型包括应力指数模型、应变指数模型和损伤力学模型等。
2024年镍基高温合金市场发展现状
2024年镍基高温合金市场发展现状引言镍基高温合金是一种具有良好高温强度和抗腐蚀性能的金属材料，广泛应用于航空航天、能源等高技术领域。
随着科技的进步和工业的发展，镍基高温合金市场正处于快速增长的阶段。
本文将对镍基高温合金市场的发展现状进行综述。
1. 需求驱动市场增长镍基高温合金的广泛应用主要是由需求驱动的。
高温环境下，传统金属材料往往无法满足要求，而镍基高温合金正好具备优异的耐高温性能。
航空航天、石化等行业对高性能材料的需求不断增长，这促使了镍基高温合金市场的快速发展。
2. 行业典型应用镍基高温合金在航空航天领域的应用尤为突出。
例如，发动机燃烧室、涡轮盘、涡轮叶片等部件都需要使用镍基高温合金。
此外，石化、能源等行业也广泛采用镍基高温合金制造高温炉、管道和阀门等设备。
3. 主要市场发展地区目前，北美地区是全球镍基高温合金市场的主要发展地区。
美国拥有世界上最大的航空航天产业和能源行业，对镍基高温合金的需求非常大。
此外，欧洲地区的航空航天产业和亚洲地区的石化行业也是镍基高温合金市场的重要推动力。
4. 市场竞争格局目前，全球镍基高温合金市场竞争激烈。
主要的市场参与者包括全球领先的材料制造商和航空航天公司。
这些公司不断进行技术创新，提高产品质量和性能，以在市场竞争中取得优势地位。
5. 市场面临的挑战虽然镍基高温合金市场前景广阔，但仍面临一些挑战。
首先，镍基高温合金的制造过程复杂且成本较高，限制了其大规模应用。
其次，合金材料的研发和应用需要长期的技术积累和经验累积，这对于一些新进入市场的企业来说是一个难题。
6. 市场发展趋势随着航空航天、石化等行业的快速发展，预计镍基高温合金市场将继续保持增长态势。
未来，市场将出现更多创新产品和应用，如用于核能领域的高温合金、用于3D打印的定制化合金等。
结论镍基高温合金市场正在经历快速发展，受到航空航天、能源等行业的需求推动。
北美地区是市场主要发展地区，全球领先企业通过不断创新提高产品竞争力。
K465镍基高温合金的研究共3篇
K465镍基高温合金的研究共3篇K465镍基高温合金的研究1K465镍基高温合金的研究随着工业化的发展，高温合金已经成为一种非常重要的材料。
高温合金具有高温下的稳定性和耐腐蚀性，在一些高温环境下有着广泛的应用。
K465镍基高温合金是一种应用广泛的高温合金。
K465镍基高温合金是一种有着优秀高温性能的金属材料。
它的主要成分是镍、铬和钼。
在高温下，K465合金具有良好的耐氧化性和耐腐蚀性。
这种合金在高温下还具有高的强度和良好的塑性。
K465合金是一种适用于航空、化工等领域的高性能材料。
K465镍基高温合金的研究是一项重要的课题。
近年来，K465合金的研究已经成为了材料科学领域的研究热点之一。
在国内外的研究者的共同努力下，K465高温合金已经取得了一系列的进展。
在K465镍基高温合金的研究中，研究者首先需要了解合金的组成和结构。
这项工作是研究的基础。
合金的组成和结构可以影响合金的性能和应用范围。
随着先进技术的不断发展，合金组成和结构的分析方法也得到了很大的提升。
现代的分析方法可以从微观和宏观两个方面对材料进行分析。
在K465镍基高温合金的研究中，还需要对合金的物理和化学性质进行研究。
材料的性质直接影响着材料的应用。
通过实验方法，可以对K465合金的物理和化学性质进行深入的了解，为合金的应用和改进提供科学依据。
在K465镍基高温合金的研究中，研究者也需要了解合金在高温环境下的行为。
高温下的合金的性能与室温下的合金不同，因此了解合金在高温环境下的行为对高温合金的应用和改进至关重要。
高温实验平台的建设和实验方法的研究也是这一领域的重要方向。
总的来说，K465镍基高温合金的研究是一项复杂而重要的课题。
在这一领域，需要有跨学科的研究和合作。
随着高温合金研究的不断深入，K465合金的应用范围也将会不断扩大，为科技的进步和工业的发展做出越来越大的贡献综上所述，K465镍基高温合金的研究需要综合运用现代分析方法，深入了解其组成、结构、物理和化学性质以及在高温环境下的行为，从而开发出更优质的合金材料，促进科技和工业的发展。
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镍基高温合金的技术进展通过整理的镍基高温合金的技术进展相关文档，希望对大家有所帮助，谢谢观看！镍基高温合金的工作温度一般是800～1 000℃，其化学性质良好，尤其是具有高温抗氧化和抗腐蚀性，另外还有良好的抗疲劳性。
镍基高温合金应用领域也比较广泛，其中主要是在航空航天领域和国防领域应用，例如航空发动机、导弹等[1]。
这些领域的应用都对镍基高温合金的纯净度要求较高，在加工和生产镍基合金的过程中极易产生杂质，影响材料的纯净度，进而可能影响材料的抗腐蚀性能，同时大大降低了相关部件的使用寿命，对其适用范围也造成了一定的限制。
一、镍基高温合金的发展历程镍基高温合金无疑是高温合金领域中重要的一部分，这主要是基于其良好的特性。
镍基高温合金在20世纪40年代初期被发现并研究成功，当时是在喷气式飞机对合金性能提出了更高要求的情况下而进行研制的。
1945年，英国成为第1个生产出镍基合金Nimomic75（Ni22Cr-1.5Ti）的国家，之后英国根据发展需要提高镍基高温合金蠕变强度，在原有基础上添加适量的铝元素，进而研制出新型的镍基合金Nimomic84（Ni22Cr-4.5Ti）[2]。
在之后的一段时间里，美国和苏联相继研制成功类似合金，我国在20世纪50年代相继研制出几种类似功能的合金。
从镍基高温合金的发展历程可以看出，其主要有2个发展方向：第一是对镍基合金元素构成的重新组合，使其更好地发挥出性能；第二是镍基高温合金生产工艺的革新，不断利用最新技术和设备对其进行研制。
在20世纪50年代时期，科学家经过不断的研制，发现了真空熔炼技术，这一技术的诞生和发展为镍基高温合金的发展创造了技术上的条件；20世纪60年代，发达国家研制出的熔模精密铸造工艺，制造了一大批具有良好高温强度的铸造合金；之后的几年内，相继制造出了性能更好、更稳定的单晶高温合金，甚至在这段时间里还研制出了粉末冶金高温合金；而航空航天技术的发展，对高温合金提出了更高要求（抗热腐蚀性能较好和组织稳定）[3-4]。
在从20世纪50年代初到90年代末的40年时间内，随着镍基高温合金的发展，其工作温度不断得以提高，从而进一步提高了它的适用范围。
二、镍基高温合金的强化机理及组织特点镍基合金是高温合金中应用范围最为广泛的一种合金，同时也是同类中高温性能最好的一种合金，尤其是在同等高温条件下的性能远高于其他合金。
其主要的化学性能有以下几点：第一，镍基合金中可以溶解多种的合金元素，这就对其性能的改善甚至增强起到了很大的帮助，另外镍基合金还有较强的组织稳定性，在特殊环境下应用效果良好；第二，镍基合金具有较强的抗氧化和抗腐蚀能力，尤其是含铬的合金其性能更是强于其他类型，例如铁基高温合金[5]。
1.固溶强化对镍基高温合金性能强化的主要手段是添加适量的固溶强化元素，利用这些元素自身的特性改造高温合金性能。
固溶强化型合金有着优良的抗氧化和抗疲劳性能，最突出的优点是组织稳定性，同时还有较好的可塑性。
基于这些特性，镍基高温合金可用于生产工作温度较高的金属零部件，如发动机的扇叶。
镍的原子半徑和钨、钼等合金元素的原子半径基本一致，基于这些特性，可使镍同时溶解大量的钨、钼和钴等合金元素，却不会出现新的相[6]。
根据目前的研究表明：常见金属的一般固溶温度范围可以明显界定，一般在1 050～1 560℃之间。
美国曾经研制出一种性能优良的固溶强化型合金——镍基变形高温合金Haynes280，这种合金不仅具有较强的工作温度，同时在 1 400℃的高温时，其强度可达165MPa、延伸率可达87%。
这主要是因为在合金中加入了难熔金属元素，例如钨和铬等元素；同时为了阻碍晶粒的发展和强化晶界，在研制过程中添加少量的碳元素以形成碳化物达到强化的目的[7]。
目前，国内生产的类似合金在1 400℃的高温强度条件下其强度仅为85MPa左右，与国外相比存在一定的差距。
2.沉淀强化现阶段，各国提高镍基高温合金的强度和硬度的方式基本一致，对镍基高温合金添加一定量的沉淀强化元素可以使合金在时效时析出γNi5（Al，Ti））相，大大提高了金属的强度，同时也会极大促进高温合金硬化的工作。
在添加少量金属元素之后析出的细小弥散可以有效地阻止晶粒的生长。
此外，通过添加一定量的稀土可以极大的改善抗氧化腐蚀的性能[8]。
为了追求良好的高温蠕变强度、抗氧化和抗腐蚀性能，在生产过程中增强对其的沉淀固化，这一工艺主要是用来生产制作高温工作的零部件，如燃气轮机的涡轮叶片等。
另外，镍基合金还在国防工业、化工、石油冶炼领域广泛的应用[9]。
3.氧化物弥散强化沉淀硬化是传统的高温合金通常采用的强化手段之一，主要基于其析出相的沉淀硬化相对简单易操作，但是在高温的生产条件下，析出相会聚集在一起生成较大个体，还有的会重新固溶于基体中，因而会降低高温合金的工作温度，限制其作用，不能发挥出自身的性能，进而达不到预期的效果[10，11]。
镍基氧化物弥散强化（ODS）高温合金包括2种：第1种是以MA795为代表的低铝含量的合金如MA785、MA795、PM1300等，其本身不具有γ相，同时合金进行制造过程中需要较低的高温强度；第2种是镍基ODS合金，这种合金增加了γ相，同时适当添加了一些钨、铬元素，其中合金中γ相的含量比较高，最高可以达到总体的80%左右，并加入适当的钨、钼等稳定γ相元素，这样可以提高合金的工作温度，提高合金的强度。
在现阶段中，只有有限的几种镍基高温合金开始了商业化的生产和销售，用于发动机燃烧室的MA795合金，用于制作航空发动机导向叶片的MA756合金[12]，以及用于航空发动机叶片的MA6700合金。
三、镍基高温合金的性能研究1.镍基高温合金的力学性能研究在1976年，科恩等科学家做金属力学实验时发现一种特殊的现象，在实验的过程中以30︰1挤压比来挤压In-155合金，在1 500℃情况下可以得到1 250%的延伸率，同时可以得出结论：这种现象与金属合金中析出的第二相粒子控制晶粒长大有关[13]。
我国的毛雪平等教授在450～650℃高温条件下也进行了多次的拉伸力学试验，实验的对象主要是镍基合金C280，经过多次试验分析温度对弹性模量的影响，还分析温度对合金屈服应力的影响，以及温度对延伸率的作用，得出了镍基合金C280在高温下具有流变的现象以及良好塑性的结论，使我国在此领域的研究更上一层楼。
2.镍基高温合金的氧化行为研究在高温（通常指工作温度达到1 000℃）的条件下，抗氧化性的实现主要是靠AL315和Cr315保护膜，因此，就需要镍基合金至少要含有这2种元素的其中一种元素，因为抗高温氧化性能和热腐蚀性能的变化影响着镍基合金的强度，其中合金元素量的多少影响着其性能的高低，虽然现阶段高温合金的氧化试验结果比较复杂，没有有力的数据进行分析，学术界在表示高温合金的抗氧化能力上约定俗成以氧化动力学和氧化膜的组成变化来表示[14]。
赵越等学者在研究K450在740～1 050℃的恒温氧化行为时，就发现K450氧化动力学曲线几乎符合抛物线规律：合金在850℃以下是完全抗氧化级的，但是在850～1 050℃为抗氧化级，而且K450氧化膜中的内氧化物层是AL315，其中含有一定数量的锡，表面氧化物的颗粒大小与温度成正比，氧化反应速度与温度也成正比。
我国的一些研究人员利用静态增重法对新型镍基高温合金在1 350℃的氧化行为进行研究，发现了氧化动力学也遵循抛物线规律，具体表现为在氧化过程中金属元素发生了内氧化，氧化膜主要是以Cr315为主，同时其中还含有Cr206、AL315及Ti01[15]。
随着合金内其他金属元素含量的增加，合金产生氧化分解的难度下降，所以金属元素加入后其抗氧化性大为降低[16]。
3.镍基高温合金的疲劳行为研究在实验室和工厂中，零部件在很多时候必须要承受高温和高压力的作用，同时快速加热或冷却引起的各种瞬间热应力和机械应力叠加在一起，使得金属零部件的局部区域发生塑性变形，进而产生疲劳对零件寿命产生极大影响。
基于此原因，必须要对镍基高温合金的高温疲劳行为进行相关的研究[17]。
郭军民等[18]在研究铸造镍基高温合金K352室温旋转弯曲疲劳行为时得出一个结论：在应力比R=-1，转速为5 000r/min环境下，K352合金室温旋转弯曲疲劳极限为235MPa，在试样表面极易产生裂纹，同时在靠近表面缺陷处部分产生的可能性也比较大，断口主要有裂纹萌生区，另外有时也会出现裂纹稳态扩展区和瞬间断裂区。
黄志宏等学者在研究铸造镍基高温合金M850的高温低周疲劳行为时发现，M850合金在低应变速率下的寿命比较短，只有正常情况下的2/3；因为该合金的强度高，另外还有延性低的特点，这都导致了其具有较低的过渡疲劳寿命[19]。
四、镍基高温合金的净化工艺金属材料在生产过程中，都会不可避免的混入一些杂质，这就降低了金属自身的纯度和性能。
对于镍基合金也不例外，其在制备过程中会或多或少地混入一些夹杂物，这严重影响着整个合金零部件的性能。
必须要对这些杂质予以清除，从而净化这些金属零部件，只有这样才能进一步提高合金的整体性能。
例如镍基高温合金GH4175，近几年来我国GH4175合金的研究和发展速度较快，已经有多种升级型号投入生产，现阶段基本可以满足了国内的需求，但是作为一种合金涡轮盘，我国的产品与美日等发达国家存在一定差距，其不论是在研究方面，还是生产方面都存在较大差距[20]。
美国Inconel720合金的制造水平已经达到一个较高的水平，但我国在冶炼GH4175合金过程中，出现一些问题，主要因为我国的冶炼设备技术落后，合金的冶炼工艺路线不合理，甚至是技术参数控制的不精准造成。
据有关部门不完全统计：从我国“太行”发动机研制成功以来，在生产中存在黑斑缺陷的钢锭数量占盘锻件总数的3.4%左右，而同期的美国Inconel720合金中几乎没有黑斑现象的问题。
另外，美国Inconel720合金中的硫和氧元素的含量低于国产的零部件，其他的杂质含量也远低于国内同类产品。
由此可见我国的GH4175合金在冶金质量还有较多问题，这就需要我们继续向前发展，解决存在的问题。
GH4175合金盘锻件的质量几乎是我国同类产品中最好的，因此适用领域较广，随着我国大飞机项目的启动，现有的GH4175合金盘锻件质量已经不能满足需要[21]。
在航空航天领域设备的服役寿命更为关键，因此，这也就對合金的持久蠕变性能提出更高要求，同时也对合金的疲劳性能提出了更高的要求。
为提高GH4175合金的综合性能必须要提高其纯净度，因此在今后的时间里，需要继续对GH4175合金冶炼工艺进行改进和完善。
GH4175冶炼工艺较为复杂，主要有4个环节：真空感应熔炼、真空自耗重熔两联工艺、真空自耗重熔和电渣重熔等，这也是最为关键的4个环节。