铁基、镍基及钴基高温合金，是以铁、镍、钴为基体元素，以铁、镍、钴、铬四元素为主组成的γ固溶体。因此，这三类高温合金的强化方法是相同的，强化的特点又是有区别的。
1.高温合金的固溶强化
（1）高温合金固溶强化的原理 固溶强化是将合金元素加入铁、镍、钴基高温合金中，使其溶入体心立方晶格的γ固溶体中，使晶格发生畸变而强化。固溶强化的合金元素有铁、镍、钴、铬、钼、钨、钒诸元素。
（2）高温合金固溶强化的效果 固溶强化的效果受多种因素的支配。主要取决于溶入合金元素的原子半径与基体元素原子半径的差值大小。差值越大强化效果越好，反之则强化效果差。
在铁基合金中，合金元素的固溶强化能力的依次递增排序为：镍、钴、锰、铬、钼、钨、钒、铝、钛、硼等。
在镍基合金中，合金元素固溶强化能力的依次递增排序为：钴、锰、铬、钼、钨、钒、铌、铝、钛、铍等。
（3）强化后固溶体的稳定性 三类高温合金的组织稳定性有一定差别，经固溶强化后的组织稳定性同样存在差别。镍基合金具有最稳定的固溶体组织；稳定性居其次的是钴基合金；铁基合金固溶体的稳定性最差。
2.高温合金的时效沉淀强化
合金通过固溶处理后，在较低的温度下保温时效处理，基体金属中析出γ′强化相而使合金强化的方法，称为时效沉淀强化。
（1）高温合金时效沉淀强化的原理 在镍基和含镍量（质量分数）大于25%的铁基合金中，加入适量铝、钛元素，经时效处理后，可以获得共格的Ni3（AlTi），即γ′强化相，使合金强度显著提高。γ′相是铁基和镍基高温合金的主要强化相。其强化原理是：γ′相与γ固溶体具有相同的面心立方晶格结构。但是，两者的晶格常数不同，当产生共格应变时，在γ′相周围引起高的弹性应力场，阻碍位错运动而使合金得到强化。γ′相与γ固溶体晶格常数相差越大，γ′相周围的应力场越强，造成的强化效果越显著。
（2）高温合金时效沉淀硬化的效果 在高温合金中，影响时效沉淀硬化效果的因素如下。
1）合金元素的影响。凡能提高γ′相晶格常数的元素，如Nb、Ti、Ta、Hf等都能增加共格应力而提高强化效果。
2）γ′相临界尺寸的作用。γ′相处于临界尺寸时，可以获得最大的强化效果。临界尺寸随γ′相数量的增多而增大。(www.xing528.com)
3）γ′相数量的影响。随γ′相数量的增多，强化效果增强。通过增加铝、钛、铌、钽的加入量，来提高合金γ′相的数量，从而增加强化效果。但是，γ′相的数量不能超过20%（体积分数），否则会导致脆性相析出而降低合金的韧性。
3.高温合金的晶界强化
高温下晶界成为合金强度的薄弱环节，晶界变形和强度很大程度决定了合金的使用性能。晶界强化是高温合金强化的重要组成部分。晶界强化包括晶界净化与晶界微合金化两部分。
（1）合金的晶界净化 高温合金中微量杂质元素，如Pb、Sb、Bi、As、Sn、Te、P、S等偏聚于晶界，降低了晶界的结合强度，从而降低了合金的高温力学性能。这些杂质元素还同镍、铁形成低熔点共晶化合物，如Fe-FeS、Ni-Ni3S2、Ni-Ni3P等，其熔点均小于1000℃，从而引起晶界的热脆性，降低合金的热加工性能。因此，降低杂质元素含量是改善合金性能的重要任务。
（2）合金晶界的微合金化 向高温合金中加入微量有益元素，如Mg、Ca、B、Zr、La、Ce、Y等进行合金化，对改善合金高温力学性能，提高抗氧化性能，改善热加工性能等具有重要的作用。
硼可以提高合金的高温持久强度和蠕变性能。其加入量为万分之几至十万分之几。
稀土元素可以净化晶界和提高晶界强度，改善合金韧性和强度。其加入量仅为万分之几。
微量镁、锆、钙等均会对合金的性能产生明显的有益作用。总之，微量元素合金化已成为强化高温合金的重要组成部分。
4.高温合金的工艺强化
（1）合金的快速凝固强化 通过液体合金快速凝固的工艺方法，可以获得细小均一的合金结晶组织，降低成分的偏析。同时通过快速冷却，还可以得到高过饱和固溶体，从而达到强化合金的目的。例如，镍基高温合金除通过γ′相强化外，还可以利用快速凝固工艺，获得均匀细小的碳化物和硼化物相来强化合金。
（2）形变热处理强化 这是将合金的变形加工和热处理结合在一起，使高温合金强化的工艺方法。通过处理后，合金中的沉淀硬化析出物更为细小，分布更为均匀，从而使合金获得更高的强度和韧性。这种强化处理方法，在铁基和镍基高温合金中得到了应用。
还有其他合金的工艺强化方法，因为内容涉及其他专业，与冶炼专业关系不大，这里就不作介绍。
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