燃氣渦輪機葉片必須抵抗惡劣的條件，例如高溫，高離心力和氧化。如今，定向凝固（DS）和單晶（SX）方法用于鑄造葉片，因為常規鑄造方法會(huì )產(chǎn)生由等軸晶粒結構引起的具有令人不滿(mǎn)意的高溫性能的高溫合金。傳統的鑄造高溫合金由于熱疲勞，氧化和蠕變而在晶界處失效。晶界是引發(fā)故障的地方。對齊或消除它們可改善高溫下的蠕變強度和延展性。鑄造渦輪葉片非常復雜。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)將陶瓷澆注在葉片的蠟模型周?chē)鷣?lái)制作模具。
然后去除蠟模型，并用熔融金屬填充模具。定向凝固（DS）定向
六十年代開(kāi)始引入高溫合金的凝固。晶界平行于凝固方向排列，該方向與零件的主應力軸重合。制成較終結構，該結構由在隨后施加的載荷方向上具有<001>方向的柱狀晶粒組成。與常規鑄造的渦輪機葉片相比，具有平行于所施加載荷方向的低模量<001>方向的DS渦輪機葉片極大地提高了熱疲勞強度。
單晶（SX）鑄造
該過(guò)程如圖32所示。在預熱的陶瓷模具中真空進(jìn)行單晶鑄造。
圖32單晶處理。
由于控制了模具中的凝固，可以抑制所有晶粒的生長(cháng)，因此消除了晶界。模具從底部凝固。在凝固開(kāi)始時(shí)，晶粒具有垂直于熱梯度的柱狀結構。當到達螺旋形通道時(shí)，除了一個(gè)之外的所有柱狀晶粒都被阻止生長(cháng)。在螺旋的末端，產(chǎn)生了單晶。由于諸如硼和鋯的晶界強化溶質(zhì)的缺陷，單晶高溫合金具有比DS高溫合金更好的高溫性能。這些元素的缺失增加了高溫合金的初始熔化溫度，因此改善了高溫性能。
此外，可以在1240–1330°C的較高溫度下對合金進(jìn)行熱處理。處理溫度可使所有g´溶解，并且在時(shí)效處理后會(huì )析出更細的沉淀。
在航空航天中
噴氣發(fā)動(dòng)機中使用了精密鑄造工藝生產(chǎn)超級合金鑄件的航空航天設備中較流行的組件之一。圖33（a）和（b）顯示了噴氣發(fā)動(dòng)機的布局，該噴氣發(fā)動(dòng)機由壓縮機，軸，燃燒室，渦輪和排氣噴嘴組成。噴氣發(fā)動(dòng)機內部的壓力和溫度分布如圖34所示。燃燒室內的溫度水平達到較大值。
由于噴氣發(fā)動(dòng)機中溫度和壓力的分布；圖29顯示了合金及其在噴氣發(fā)動(dòng)機中的位置。值得注意的是，鎳基高溫合金位于燃燒室的正后方。
勞斯萊斯噴氣發(fā)動(dòng)機[89]。
如圖35所示，不同合金的溫度和強度成反比關(guān)系。在上圖中，在較低溫度下，鈦合金具有其他合金中較高的強度。但是，隨著(zhù)溫度的升高，Ti合金的強度急劇下降，而Ni合金與其他合金相比，在更高的溫度下顯示出較佳的強度。在表5中，有一些鎳基高溫合金，用作噴氣發(fā)動(dòng)機的零件，例如葉片和輪轂，也用作火箭的零件。
渦輪盤(pán)
葉片固定在與渦輪軸相連的盤(pán)上。工作溫度比刀片的溫度低得多。葉片必須具有非常好的抗疲勞性?？梢允褂枚嗑Р牧献鳛椴牧?，因為渦輪盤(pán)不必具有抗蠕變變形的能力。圓盤(pán)通常通過(guò)鑄造生產(chǎn)，然后鍛造成形狀。但是鑄造的圓盤(pán)含有一些偏析，從而降低了疲勞強度。為了提高抗疲勞性，較近的制動(dòng)盤(pán)采用粉末冶金工藝制成，如圖36所示。
精密鑄造工藝可用于生產(chǎn)特殊的鎳基高溫合金鑄件，這些鑄件用于承重結構中，使其達到任何常見(jiàn)合金系統的較高同源溫度（Tm = 0.9，或熔點(diǎn)的90％）。
對于結構材料的較苛刻的應用是渦輪發(fā)動(dòng)機的高溫區域中的那些。超級合金的卓越之處體現在以下事實(shí)：
超過(guò)先進(jìn)飛機發(fā)動(dòng)機重量的50％。高溫合金在渦輪發(fā)動(dòng)機中的廣泛使用，加上渦輪發(fā)動(dòng)機的熱力學(xué)效率隨渦輪進(jìn)口溫度的升高而提高的事實(shí)，在一定程度上為提高超級合金的較大使用溫度提供了動(dòng)力。
合金[90]。
渦輪增壓器，如圖37所示，空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機。因此，可以使用大量燃燒的燃料。該設備包含一個(gè)渦輪，該渦輪與來(lái)自發(fā)動(dòng)機的廢氣一起工作。每分鐘較多可旋轉150000次。
由于存在廢氣，所以溫度很高，氧化條件也非常好。因此，用于渦輪增壓器必須具有較高的抗疲勞性以及極好的抗氧化性。
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