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镍基铸造高温合金的发展经历了等轴晶、定向柱晶、单晶等几个阶段，其承温能力不断提高。镍基高温合金通常含有Cr，Co，W，Mo，Re，Al，Ti，Nb，Ta，Hf，
镍基铸造高温合金的发展经历了等轴晶、定向柱晶、单晶等几个阶段，其承温能力不断提高。镍基高温合金通常含有Cr，Co，W，Mo，Re，Al，Ti，Nb，Ta，Hf，C，B，Zr 和Y 等十余种合金元素。这些元素在固溶强化、二相强化和晶界强化等方面起着不同的作用。单晶高温合金是由无序镍基固溶体γ 和γ'-Ni3Al相组成的两相材料，其强化途径包括基体和γ'相自身的固溶强化以及两相之间相互作用产生的沉淀强化[11]。
定向凝固是制备单晶高温合金的最有效方法。高温合金熔体在定向凝固过程中，为达到单一方向生长单晶的目的，必须满足2个条件：一是未凝固的熔体有足够的过热度，保证在界面前沿有正的温度梯度，并在凝固过程中固液界面保持平直; 二是避免型壳壁面激冷形核或凝固界面前沿内生形核[11]。基于以上两个原则，发展了多种定向凝固方法。发热剂法( EP) 和功率降低法( PD) 是较早发展起来的定向凝固方法，但是这些方法散热方式受到局限，无法获得较大的、稳定的温度梯度，难以制备高质量的单晶体。