高溫合金在600攝氏度以上具有良好的綜合性能，在現代航空發動機研制中的用量占到發動機質量40%~60%，被譽為“先進發動機的基石”。高溫合金已成為決定發動機技術發展進程的關鍵因素。非民用發動機通常以推重比綜合評定其技術水平，提高渦輪前溫度是提高推重比最直接的途徑。航空裝備不斷升級，對發動機推重比的要求越來越高，對高溫合金的依賴越來越大，要求越來越苛刻。改進發展高溫合金，推動航空發動機研制，任重而道遠。發動機是飛機的“心臟”，是尖端制造業典型代表，集中了工業化、信息化的技術精華，被譽為現代工業“皇冠上的明珠”，最能體現一個國家的工業基礎、科技水平和國防實力。
航空發動機在高溫、高壓、高轉速下長期工作，高溫合金是熱部件的首選材料，主要用于燃燒室、渦輪、噴管等熱部件和壓氣機后段零件
壓氣機的功能是進一步壓縮空氣，為燃油的燃燒提供氣源，也為熱部件冷卻、冷部件加溫及封嚴提供高速氣流。壓氣機進出口氣流的平均溫度300~600攝氏度，峰值溫度超過700攝氏度，總壓比超過20。壓氣機部件用材料較多，高溫合金是關鍵材料之一。壓氣機后段溫度較高，采用GH4169等變形合金制造轉子件（葉片、輪盤等）和靜子件(葉片、機匣等）。性能更優的粉末盤、GH4169G、718Puls已在先進發動機中應用。為滿足先進高性能發動機需求，國內外正在研究TiAl系金屬間合金、Ti基復合材料（MMC）等輕質材料。燃燒室的功能是將燃油的化學能釋放為熱能，是發動機熱能發源地。燃燒室進出口氣流平均溫度600~2000攝氏度，芯部燃氣平均溫度1500~2100攝氏度。有兩股氣流冷卻燃燒室降低壁溫。燃燒室是溫度最高、溫度變化最大的熱部件。燃燒室部件用的高溫合金種類較多，以變形合金為主，主要用于內外機匣、火焰筒等零件。傳統的高溫合金板材受合金熔點限制，已基本達到許用極限溫度，難以進一步發展，須研究新材料和制備技術，以滿足使用需求。目前國際上研究比較熱門的新材料有陶瓷基復合材料（CMC）、MMC、機械合金化合金（ODS）、TiAl金屬間化合物和多孔層板等，用于火焰筒的CMC已可耐1670攝氏度高溫。渦輪的功能是將燃氣的熱能轉化為機械能，驅動壓縮系統轉子，為發動機和飛機提供機械能。渦輪是熱負荷和機械負荷最大的熱部件。渦輪盤和葉片是發動機技術難度的典型代表，最能體現“一代發動機、一代材料、一代工藝”的變化和高溫合金的發展。導向葉片調整燃燒室出口燃氣流動方向，是渦輪部件受熱沖擊最大、溫度最高的零件。一般來說，同一狀態下導向葉片的平均溫度比工作葉片高100攝氏度左右，但應力較低。工作葉片是離心負荷最大、工況最惡劣的零件。葉片在高溫下高速旋轉作功，承受的離心力相當于自重的20000倍，猶如“冰質糕匙攪熱湯”，對材料、工藝和設計都是嚴峻考驗。熔模精鑄技術突破后，采用定向凝固制備的定向、單晶合金的許用溫度接近其初熔點的90%，各國先進航空發動機都采用定向、單晶合金制造渦輪葉片提高工作溫度。F119發動機用二代單晶PWA1484制成的超級冷卻鑄冷渦輪葉片，工作溫度達到1621~1677攝氏度（比F100高200攝氏度）。國際上單晶合金發展很快，現已發展到第五代。單晶合金熔點有限制，提高葉片工作溫度主要靠冷卻技術。冷卻效果越高，葉片內腔結構越復雜，制造難度越大，需要發展制造工藝和新材料。目前國際上已在研究對開單晶葉片、多孔層板葉片和耐溫更高的Nb-Mo合金、CMC葉片、碳/碳復材整體渦輪等。渦輪盤是四大熱部件質量和負荷最大的零件。盤輪緣溫度550?750攝氏度，輪轂約300攝氏度，溫差應力和離心應力很大，還需承受啟動、停車的大應力交變疲勞。GH4169渦輪盤用量最大，性能更優的粉末盤成為渦輪盤的首選，第二代粉末盤、雙性能粉末盤已在先進發動機應用。第三代粉末盤、纖維增強金屬基渦輪盤、單晶葉片+粉末盤整體渦輪等是當前熱門研究課題。加力燃燒室組織第二次燃燒，使燃氣進一步加溫加速，通過噴管按設定方式急速排出而產生推力。加力燃燒室和噴管工況惡劣，尾噴口燃氣的溫度727~1877攝氏度，燃氣的速度在亞聲速和超聲速之間，內壁主要承受燃氣沖刷、熱應力和振動應力等。加力燃燒室和噴管部件用變形高溫合金較多，K24等鑄造合金主要制造噴管調節片等薄壁件。調節片長、寬、厚懸殊精鑄工藝難度不亞于渦輪葉片。更耐溫的CMC調節片已在先進發動機應用，減重效果顯著。
