Những thành tựu vĩ đại của ngành công nghiệp hàng không vũ trụ không thể tách rời khỏi sự phát triển và những đột phá trong công nghệ vật liệu hàng không vũ trụ. Độ cao, tốc độ và khả năng cơ động cao của máy bay chiến đấu đòi hỏi vật liệu cấu trúc của máy bay phải đảm bảo đủ độ bền cũng như độ cứng cần thiết. Vật liệu động cơ cần đáp ứng yêu cầu về khả năng chịu nhiệt độ cao, hợp kim chịu nhiệt độ cao, vật liệu composite gốc gốm là những vật liệu cốt lõi.

Thép thông thường bị mềm đi ở nhiệt độ trên 300℃, khiến nó không phù hợp với môi trường nhiệt độ cao. Để đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn, nhiệt độ hoạt động ngày càng cao hơn được yêu cầu trong lĩnh vực động cơ nhiệt. Các hợp kim chịu nhiệt độ cao đã được phát triển để hoạt động ổn định ở nhiệt độ trên 600℃, và công nghệ này vẫn đang tiếp tục phát triển.

Hợp kim chịu nhiệt cao là vật liệu quan trọng cho động cơ hàng không vũ trụ, được chia thành hợp kim chịu nhiệt cao gốc sắt và gốc niken dựa trên các nguyên tố chính của hợp kim. Hợp kim chịu nhiệt cao đã được sử dụng trong động cơ hàng không từ khi ra đời và là vật liệu quan trọng trong sản xuất động cơ hàng không vũ trụ. Mức hiệu suất của động cơ phụ thuộc phần lớn vào mức hiệu suất của vật liệu hợp kim chịu nhiệt cao. Trong các động cơ hàng không hiện đại, lượng vật liệu hợp kim chịu nhiệt cao chiếm 40-60% tổng trọng lượng của động cơ và chủ yếu được sử dụng cho bốn bộ phận chính ở đầu nóng: buồng đốt, ống dẫn hướng, cánh tuabin và đĩa tuabin, ngoài ra còn được sử dụng cho các bộ phận như hộp chứa nhiên liệu, vòng piston, buồng đốt và vòi phun đuôi.

(Phần màu đỏ trong sơ đồ thể hiện các hợp kim chịu nhiệt độ cao)

Hợp kim chịu nhiệt cao gốc niken Thông thường, hợp kim niken chịu nhiệt độ cao hoạt động ở nhiệt độ trên 600 ℃ dưới điều kiện ứng suất nhất định, không chỉ có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn ở nhiệt độ cao tốt mà còn có độ bền ở nhiệt độ cao, độ bền rão và độ bền kéo cao, cũng như khả năng chống mỏi tốt. Chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và hàng không dưới điều kiện nhiệt độ cao, các bộ phận kết cấu, chẳng hạn như cánh quạt động cơ máy bay, đĩa tuabin, buồng đốt, v.v. Hợp kim niken chịu nhiệt độ cao có thể được chia thành hợp kim chịu nhiệt độ cao biến dạng, hợp kim chịu nhiệt độ cao đúc và hợp kim chịu nhiệt độ cao mới theo quy trình sản xuất.

Khi nhiệt độ làm việc của hợp kim chịu nhiệt ngày càng cao, hàm lượng các nguyên tố tăng cường trong hợp kim ngày càng nhiều, thành phần trở nên phức tạp hơn, dẫn đến một số hợp kim chỉ có thể sử dụng ở trạng thái đúc, không thể gia công nóng. Hơn nữa, việc tăng hàm lượng các nguyên tố hợp kim khiến hợp kim gốc niken đông đặc với sự phân bố không đồng đều các thành phần, dẫn đến sự không đồng nhất về cấu trúc và tính chất.Việc sử dụng quy trình luyện kim bột để sản xuất hợp kim chịu nhiệt cao có thể giải quyết các vấn đề nêu trên.Nhờ kích thước hạt bột nhỏ, tốc độ làm nguội bột nhanh, loại bỏ hiện tượng phân tách, cải thiện khả năng gia công nóng, hợp kim đúc ban đầu có thể được chuyển đổi thành hợp kim chịu nhiệt độ cao có khả năng biến dạng và gia công nóng, cải thiện độ bền kéo và tính chất mỏi. Hợp kim bột chịu nhiệt độ cao đã tạo ra một phương pháp mới để sản xuất các hợp kim có độ bền cao hơn.