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在第一代高温合金中Cr的含量一般为8wt.%，在第二代高温合金中Cr的含量已经减少到5-7wt.%。研究表明此种含量的Cr以足够保证合金的耐腐蚀性能，同时又能保证晶格中可以固溶高含量的Re、W和Mo，同样有利于是优化蠕变抗性。γ'相形成元素Al、Ti、Ta、Nb同样对相稳定性也起到很重要的作用，因为他们可以决定γ'相总量，单晶高温合金中γ'相含量接近70 vol.%。由于γ'相中元素高度集中，并且这些元素优先分布在TCP相中，因此若体中存在过多量的γ'相，则会促使TCP相沉淀析出。
(3)第三代合金
合金以René N6和CMSX-10为代表[24, 25]，合金的成分特征为Re含量增加到6wt.%，同时难熔元素(Ta、W 和 Mo 等)总量高达 20wt.%以上，相比第二代单晶合金，其承温能力又提升了近30oC，同时使合金具有更高的高温蠕变强度。研究者们为了进一步提高单晶高温合金叶片的耐高温性能从而将Re含量提高到了6wt.%。这一改善成功的提高了合金的蠕变强度，而且没有增加合金密度也没用大幅度增加TCP相析出趋势。更进一步的由GE主导的研发工作在第三代单晶超合金中加入Ru元素。其中以法国航空航天研究院研制的MC-NG和日本研制的TMS75和TMS80为代表。第三代合金中的化学成分见表1.3。