1. Rafforzamento della soluzione solida
La colata di leghe ad alta temperatura a base di nichel per migliorare le prestazioni di uno dei metodi è il rafforzamento della soluzione solida, che si riferisce ad alluminio, titanio, niobio, tantalio e altri elementi di lega che possono essere formati con la lega di fase della matrice nella lega, risultante in una certa distorsione del reticolo, in modo da aumentare la resistenza del metodo della lega. Questo fenomeno di rafforzamento di un metallo incorporando un elemento soluto per formare una soluzione solida è chiamato rafforzamento della soluzione solida. Questo tipo di lega ha eccellenti proprietà di resistenza all'ossidazione e alla fatica, il vantaggio più evidente è l'elevata stabilità strutturale e la buona plasticità termica. In base alle caratteristiche di cui sopra, le leghe da colata ad alta temperatura a base di nichel possono essere utilizzate per produrre parti metalliche con grandi variazioni di temperatura, come: pale di ventilatori di motori di aerei, componenti di scatole di turbine.
La società statunitense Haynes (Hastelloy) nel 2005 ha sviluppato un'eccellente deformazione a base di nichel delle leghe ad alta temperatura Haynes282, la temperatura operativa della lega tra 649 e 927 gradi tra, e attraverso l'ottimizzazione della composizione e il controllo della lega in il contenuto di ′, in modo che la lega abbia sia una buona resistenza allo scorrimento viscoso, stabilità termica, sia lavorabilità superiore e buona saldabilità, che è principalmente dovuta all'aggiunta della lega nella lega. Ciò è dovuto principalmente all'aggiunta di componenti metallici refrattari come tungsteno e manganese nella lega.
2. Rafforzamento delle precipitazioni
Negli ultimi anni, i ricercatori sono stati per lo più coerenti nel loro approccio volto a migliorare la resistenza e le proprietà delle leghe colate ad alta temperatura a base di nichel, che non sono cambiate molto, anche con le differenze nei materiali aggiunti. Nel processo di ricerca per migliorare la resistenza e le prestazioni della lega, i ricercatori generalmente aggiungono alcuni elementi che rafforzano la precipitazione nella lega, attraverso il processo di trattamento termico dall'organizzazione della lega della fase madre precipitazione della seconda fase (′, ″, carburi, ecc.), che migliora significativamente la resistenza della lega. La tipica fase ′ nelle leghe da colata ad alta temperatura a base di nichel è Ni3Al o Ni3Ti, che viene rafforzata nei due modi seguenti: uno è aumentare la quantità di fase ′ aumentando il contenuto di elementi Ai e Ti nella lega; e l'altro è aggiungere elementi come Co, W e Mo per migliorare la forza della fase ′. Attraverso l'aumento di alcuni elementi, la seconda fase precipitata può inibire efficacemente lo sviluppo e la crescita di particelle di materiale metallico. Le leghe con questo tipo di rinforzo vengono utilizzate principalmente per realizzare componenti di motori ad alta temperatura, come: motori aeronautici, pale di turbine di turbine a gas e così via.
