熱処理は、強度、クリープ抵抗、疲労耐久性、極端な高温および高ストレス条件の下での微細構造の安定性など、機械的特性を強化するように調整された超合金にとって極めて重要なプロセスです。特定の手順は、合金の組成（ニッケルベース、コバルトベース、または鉄ベース）とその目的のアプリケーションに基づいて異なりますが、重要な手法は次のとおりです。
ソリューションアニーリング
このステップでは、超合金を高温（通常、合金に応じて900〜1250度）に加熱して、金属間沈殿物（ 'または炭化物など）を溶解し、均一で均一な固形溶液を実現します。迅速な冷却（水、油、または強制空気の急冷）は、この微細構造を「凍結」し、粗い沈殿物が改善されないようにします。溶液アニーリングは延性を改善し、降水硬化を介してその後の強化の合金を準備します。例えば：
ニッケルベースのIncenel 718は、溶解するために溶液が測定され、溶解する "（ni₃nb）沈殿物であり、超飽和マトリックスを確保します。
CobaltベースのHaynes 25は、クロムとタングステンの分布を均質化するために、〜1150度のソリューションアニーリングを受けます。
老化（降水硬化）
溶液アニーリングの後、老化は、合金を長時間（600〜850度）まで（数時間から日から）より低い温度（600〜850度）に加熱して、微細に分散した金属間沈殿物の形成を誘導することを伴います。これらの沈殿物（例えば、いくつかのコバルトベースの合金のニッケルベースの合金または溶岩相の '-ni₃（al、ti））は、脱臼運動の障壁として作用し、劇的に増加します。多くの超合金は、最適な結果のためにマルチステップ老化を使用しています。
Incenel 718は、8時間720度（炉冷却された炉クーリング）+ 620程度8時間、空冷、密な「沈殿物」を形成する2段階の老化プロセスを使用します。
高強度のニッケルベースの合金であるルネ95は、強度とクリープ抵抗のバランスをとるために、24時間1時間+ 650程度870度+ 650程度で熟成しています。
ホットアイソスタティックプレス（股関節）
股関節は、不活性ガス（アルゴンなど）で高温（最大1200度）と高圧（100〜200 MPa）を組み合わせて、内部多孔性を排除し、縮小し、微細構造を均質化します。これは、CMSX-4（単結晶ニッケルベースの合金）などの鋳造または粉末金属の超合金にとって特に重要であり、疲労寿命を改善し、タービンブレードの欠陥関連の障害を減らします。
ストレス緩和アニーリング
機械加工、溶接、または形成後に実行されたこのプロセスは、合金を500〜800度に加熱して、一次微細構造を変更せずに残留応力を緩和します。これは、ロケットノズルや原子炉部品などのコンポーネントに不可欠なサービス中の亀裂を防ぎます。
穀物サイズの最適化
熱処理は穀物のサイズを制御して特性のバランスをとることができます。細かい穀物は低温引張強度を高めますが、粗い穀物は高温でのクリープ抵抗を改善します。例えば：
タービンディスク（高い回転応力の対象）は、アニーリング中の制御冷却を介して、細粒の超合金（UDIMET 720など）を使用します。
タービンブレード（極端な熱にさらされる）は、粗粒または単結晶の超合金（例えば、PWA 1480）を使用して、クリープ抵抗を最大化することがよくあります。
強度はコンテキスト、ストレスタイプ（引張、クリープ、疲労）、環境条件（腐食、酸化）がすべて役割を果たしているため、「最強の」超合金を定義することは複雑です。ただし、いくつかの超合金は、特定のシナリオの並外れた強さで際立っています。
GRX-810
NASAが開発した3Dプリントされたニッケルベースの超合金であるGRX-810は、並外れた強さと耐久性を示しています。高温（〜1093度）で最先端の3Dプリントされた超合金（例えば、インコルエル718）の2倍の強度であり、クリープ（一定の応力下での遅い変形）に対して1,000倍以上の耐性があります。その強度は、ナノスケールの沈殿物と酸化物のユニークな微細構造から生じ、極音色の車両やロケットエンジンに最適です。
ルネ95
航空宇宙で広く使用されているニッケルベースの超合金であるRené95は、並外れた引張強度（室温で最大1,600 MPa）と、高温でのクリープ抵抗を提供します。その強度は、「沈殿物」の密なネットワークに由来するため、タービンディスクなどの高ストレスコンポーネントに最適な選択肢となっています。
合金718plus
Incenel 718の高度なバージョン、718plusは「沈殿物がより安定した」相を置き換え、より高い温度（最大700度）で強度を高めます。1,300 MPaを超える引張強度を維持しながら、次世代のガスタービンエンジンに適したクリープ抵抗を提供します。
コバルトベースの合金（例、ヘインズ188）
一般に、室温でのニッケルベースの合金よりも強いものの、Haynes 188のようなコバルトベースの超合金は、高温強度と酸化耐性（最大1,100度）に優れています。それらの強度は、タングステンとクロムによる固体の強化に由来しており、ジェットエンジン燃焼チャンバーにとって重要です。
GRX-810多くの場合、高温強度とクリープ抵抗の点で最も強いものとして引用されますが、ルネ95および718plusは室温および中程度の高温引張強度で支配します。 「最強」ラベルは、最終的に必要な特定のパフォーマンス基準に依存します。
