起初的高温合金,主要在飞机发动机上应用,先进的航空发动机也会用到,高温合金材料可以占40%~60%的发动机总量。不仅航空发动机，高温合金或火箭发动机和燃气轮机热端部件的重要材料,如何提高此类合金高温下抗氧化能力的承温能力是最重要的研究对象[10]。高温合金的使用非常重要,高温合金的质量太高,其他金属无法检测到。高温合金外观质量的要求是外形轮廓、尺寸精度、外表面缺陷清理方法等。高温合金的内在质量要求包括成分、合金结构、理化性能等。除一些最主要的元素外,高温合金的化学成分对氢、氧、氮、杂质、微量元素、铅、铋、锡、锑、银、砷等有相应的要求。合金组织除了高倍和低倍要求以外，其检测的对象还有有品粒度、疏松、断口分层、夹杂物的大小和分布，纯洁度等等，除此之外还需要提供其高温下的组织稳定性的数据。通过研究合金的显微组织是否稳定,确定了合金在铸态并在高温和长时间时效后对合金进行了调整，力学性能测定。通常要对高温合金的物理常数做测定，测定的内容通常包括合金的密度、它的熔化温度、比热等其他方面的性质[4]。

高温合金常用于高温环境下的工艺，可以制造飞机发动机、火箭发动机和燃气轮机的高温热端部件，以及核电站和化工厂等恶劣环境中。自20世纪70年代至今，高温合金在能源、原子能、交通、石化、冶金矿山、建筑建材等工业领域得到了广泛的应用[11]。

1。3 定向凝固高温合金

普通铸件一般情况下是由没有一定结晶的方向多晶体所组成，但采用定向凝固技术可获得单向生长的柱状晶体且生长方向和主应力方向是一致的。这意味着，使用定向凝固工艺可以消除横向晶界，从而提高材料抗高温蠕变和疲劳的能力。由于在高温疲劳和蠕变过程中，垂直于主应力的横向晶界常常是裂纹扩展和裂纹产生的主要部位，也是涡轮叶片高温工作时的薄弱环节，所以定向凝固工艺的采用对提高铸件作为涡轮叶片的使用性能有着重要意义。定向凝固铸件的组织可以分为3种分别是柱状、单晶和定向共晶。

具体来说，定向凝固成形的技术是随着高温合金发展而一步步发展起来的，对凝固的过程中使用强迫措施，让在凝固的金属与未凝固的熔体中制造出指定方向的温度梯度，就可以让熔体沿着与热流相反的方向去凝固，用来取得具有特定取向柱状晶的技术。因为该技术良好地掌控了凝固组织中的晶粒取向，取消消除横向晶界，极大地提高了材料纵向力学的性能。所以将该技术利用于的生产燃气涡轮发动机叶片，得到的组织具有优良的高的高温蠕变抗力、抗热冲击性能、长的疲劳寿命和中温塑性，进而提高了叶片的使用温度和寿命。该技术现如今已经进一步发展，其技术单晶生已经成为现代凝固成形的重要手段之一[5]，除了可以用于高温合金单晶叶片的研制外，还慢慢推广到半导体、磁性、复合材料的研究中去。

铸件定向凝固需要两个条件:第一，热流向一个的方向流动且垂直于生长中的固-液界面;第二，晶体生长前端的熔液中没有稳定结晶核心。为了这两个条件，在工艺上采取措施避免侧向散热,同时在靠近固-液界面的熔液中应形成很大的温度梯度是非常重要的。这是保证定向柱晶和单晶生长挺直，取向正确的基本要素。用提高合金中的温度梯度为起始点，定向凝固技术已经从功率降低法、快速凝固法发展到液态金属冷却法。

定向凝固技术包括：发热剂法、功率降低法、高速凝固法、液态金属冷却法、区域熔化液态金属冷却法、深过冷定向凝固、电磁约束成形定向凝固技术、激光超高温度梯度快速定向凝固等等[2,6]。