Die großen Errungenschaften der Luft- und Raumfahrtindustrie sind untrennbar mit der Entwicklung und den Durchbrüchen in der Werkstofftechnologie verbunden. Die große Flughöhe, die hohe Geschwindigkeit und die hohe Manövrierfähigkeit von Kampfjets erfordern, dass die Strukturmaterialien des Flugzeugs ausreichende Festigkeit und Steifigkeit gewährleisten. Triebwerksmaterialien müssen den Anforderungen an hohe Temperaturbeständigkeit gerecht werden. Hochtemperaturlegierungen und Verbundwerkstoffe auf Keramikbasis sind die Kernmaterialien.

Herkömmlicher Stahl erweicht über 300 °C und ist daher für Hochtemperaturumgebungen ungeeignet. Um eine höhere Energieumwandlungseffizienz zu erreichen, sind im Bereich der Wärmekraftmaschinen immer höhere Betriebstemperaturen erforderlich. Hochtemperaturlegierungen wurden für einen stabilen Betrieb bei Temperaturen über 600 °C entwickelt, und die Technologie entwickelt sich ständig weiter.

Hochtemperaturlegierungen sind Schlüsselmaterialien für Triebwerke in der Luft- und Raumfahrt. Nach ihren Hauptelementen werden sie in eisenbasierte, nickelbasierte und eisenbasierte Hochtemperaturlegierungen unterteilt. Hochtemperaturlegierungen werden seit ihrer Erfindung in Triebwerken verwendet und sind wichtige Materialien bei deren Herstellung. Die Leistungsfähigkeit des Triebwerks hängt maßgeblich von der Leistungsfähigkeit der Hochtemperaturlegierungen ab. In modernen Triebwerken machen Hochtemperaturlegierungen 40–60 Prozent des Gesamtgewichts des Triebwerks aus und werden hauptsächlich für die vier wichtigsten Hot-End-Komponenten verwendet: Brennkammern, Führungen, Turbinenschaufeln und Turbinenscheiben. Darüber hinaus werden sie für Komponenten wie Magazine, Ringe, Ladebrennkammern und Heckdüsen verwendet.

(Der rote Teil des Diagramms zeigt Hochtemperaturlegierungen)

Nickelbasierte Hochtemperaturlegierungen Es arbeitet im Allgemeinen bei Temperaturen über 600 °C und weist nicht nur eine gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf, sondern auch eine hohe Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit und Dauerfestigkeit sowie eine gute Ermüdungsbeständigkeit. Es wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt unter Hochtemperaturbedingungen für Strukturkomponenten wie Flugzeugtriebwerksschaufeln, Turbinenscheiben, Brennkammern usw. verwendet. Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis können je nach Herstellungsverfahren in verformte Hochtemperaturlegierungen, gegossene Hochtemperaturlegierungen und neue Hochtemperaturlegierungen unterteilt werden.

Mit zunehmender Verarbeitungstemperatur hitzebeständiger Legierungen steigt auch der Anteil an Verstärkungselementen in der Legierung, und die Zusammensetzung wird komplexer. Dies führt dazu, dass manche Legierungen nur im Gusszustand verwendet werden können und sich bei der Warmverarbeitung nicht mehr verformen lassen. Darüber hinaus führt die Zunahme der Legierungselemente dazu, dass Nickellegierungen mit starker Entmischung der Komponenten erstarren, was zu einer Ungleichmäßigkeit der Zusammensetzung und der Eigenschaften führt.Durch den Einsatz pulvermetallurgischer Verfahren zur Herstellung von Hochtemperaturlegierungen können die oben genannten Probleme gelöst werden.Aufgrund der kleinen Pulverpartikel, der Pulverabkühlungsgeschwindigkeit, der Beseitigung von Entmischungen und der verbesserten Warmverformbarkeit lässt sich die ursprüngliche Gusslegierung in eine warmverformbare Hochtemperaturlegierung umwandeln, wobei die Streckgrenze und die Ermüdungseigenschaften verbessert werden. Mit der Herstellung von Hochtemperaturlegierungspulvern wurde eine neue Methode zur Herstellung von Legierungen mit höherer Festigkeit entwickelt.