高溫合金熱處理工藝是指高溫合金材料在固態下，通過加熱、保溫和冷卻的方式，已獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。今年來對于高溫合金研究比較深入、系統的是固溶熱處理和時效熱處理。固溶熱處理是指在高溫合金組織內析出相的全溶溫度，是合金中各種分布不均勻的析出相充分溶解至基體相中，從而實現強化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除殘余應力的作用，以便繼續加工成型，并為后續時效處理析出均勻分布的強化相做準備。時效熱處理是指在強化相析出的溫度區間內加熱并保溫一定時間，使高溫合金的強化相均勻地沉淀析出，碳化物等均勻分布，從而實現硬化合金和提高其強度的作用。

高溫合金GH4145是[Ni3(Al、Ti、Nb)]為主要強化相的鎳基時效硬化型合金，主要用于300MW或600MW汽輪機高中壓內缸法蘭螺栓。此種材質螺栓經過高溫運行后，會發生顯微組織及借位組態變化、強化相析出等，導致材料的蠕變和持久性能下降。為了改善其性能，對運行后硬度值為333HBW的螺栓進行恢復熱處理，熱處理工藝為固溶+兩次時效，固溶工藝為1130℃×1h油冷；時效為845℃×24h，第二次時效為707℃×20h空冷。采用此工藝對硬度值超標螺栓進行恢復熱處理后，其硬度值降至標準要求范圍內，雖然強度值有一定程度的下降，但是塑性及韌性顯著提升，證明恢復熱處理工藝及其有效。

GH4169合金是含Nb的高強度鎳-鉻-鐵基高溫合金，主要用于制造航空發動機的高溫部件。熱處理制度對GH4169冷軋葉片組織性能的影響。采用970-995℃軟化處理制度，軟化處理后進行中間處理和固溶時效處理，中間處理制度為900℃空冷，固溶時效處理制度為1010℃空冷+720℃×8h爐冷至620℃×8h空冷。軟化處理可以使硬度明顯降低，有利于第二次冷軋的進行；采用995℃進行軟化處理，可以得到更好的軟化效果，且對合金組織性能無影響；GH4169合金冷軋變形后，軟化處理對力學性能影響很小，而中間處理和終固溶時效熱處理是決定力學性能的重要工序。

高溫合金在嚴格控制的加熱和冷卻條件下進行熱處理，通過改變材料內部的顯微組織來達到所要求的使用性能或服役壽命。隨著新高溫合金材料的應用以及使用過程中對合金性能提出的高要求，熱處理工藝是必不可少的過程。近年來高溫合金熱處理工藝不斷發展，其發展趨勢如下：

（1）熱處理制度連同合金成份設計和其他工藝一起，使高溫合金達到的性能狀態，以便達到性能匹配。

（2）計算機模擬與熱處理工藝相結合，對合金的變形量及熱處理進行深入的研究。研究熱處理工藝過程控制系統，在重視設備更新的同時實現工藝的創新，設備與工藝并行發展。

（3）服役和熱處理過程中合金各析出相之間的相互轉變關系及相變機制并不十分清楚，需要深入研究。

（4）深入研究高溫合金的適宜的淬火介質，改進淬火工藝，將是今后熱處理工藝的研究重點。

（5）真空熱處理技術具有無氧化、無脫碳和小畸變的優越性，在航空航天等行業的應用將越來越廣泛。

（6）等離子表面處理具有耐磨損、畸變小、外觀好和無盲區等特點，將在高溫合金中得到廣泛應用，包括離子滲氮、離子氮碳共滲、離子滲碳等技術。