俗话说：“真金不怕火炼！”常规材料在严苛的高温环境下会在短时间内被破坏得体无完肤，因此我们必须严格筛选能适应于高温环境的基材。

图1几种典型合金的耐温能力。

通过强化可以得到以下合金：

钛及其合金具有非常吸引人的结构性能。该金属的密度4.54g/cm²较低，约为钢和镍、钴基超级合金的60%；高熔点（1668℃）；以及优异的耐腐蚀性。钛合金由于其高强度和低密度，被广泛应用于燃气轮机发动机的风扇叶片、压缩机叶片、圆盘和外壳。

根据碳含量，钢可分为低碳(<0.25%）、中碳（0.25-0.60%）和高碳（0.60%）钢。

为了实现钢的微观结构、强度和延性的最佳组合，使用TTT（时间温度转换）图开发了热处理方案。

一些市售的钢材如下：

高强度低碳合金钢(HSLA)：这些低碳钢的强化源自固溶溶液（C、Mn、Si）、沉淀硬化（Nb、Ti和V的碳化物）、由晶界碳化物稳定的晶粒尺寸控制以及加工诱导的纹理。典型的抗拉强度和失效应变分别为700MPa和12%-18%。

贝氏体钢：这种钢由胶质体在应变铁素体基体中的精细分散组成。贝氏体钢是通过使用250℃和550℃之间进行适当的等温热处理生产的。典型的抗拉强度和失效应变分别为600-1200MPa和15%-20%。

双相钢：这些低碳（0.1-0.2%）钢包含两相，在铁氧体基体中精细分散占体积10-20%。通过加热到一个相场形成10-20%的奥氏体，然后快速淬火转化为马氏体，来实现微观结构和相含量。这些钢具有中等到高的抗拉强度和高延性。

TRIP（变形诱导的塑性）钢：在这些钢中，奥氏体在室温下通过保持快速淬火，然后在加工过程中发生机械变形而保留在合金中。在负载下使用或测试时，奥氏体相转变为马氏体，提供了加固机制。在600-1300MPa范围内的拉伸强度和25%-40%的失效应变并不少见。

在应力应用中，钢的温度能力受强度和环境抗性的控制，一般限制在650℃。

这是一类含15%-60%铁和含25%-60%镍的合金，以奥氏体的fcc结构为基体，通过固溶沉淀物和晶界增强。这些合金比镍和钴基超合金更便宜。通过不同的镍铁含量控制温度应用范围在650℃到1100℃之间。

这是一种独特的以镍和钴为基础的复合合金，它不仅表现出非常高的强度，而且在广泛的高温度范围内保持强度，因此被称为“超级合金”。其中一些合金用于≥80%熔点的承重应用！这两种金属具有吸引力，因为它们的高熔点和易于合金的晶体结构。镍表现为面心立方体晶体结构，而钴在室温下为六方密堆结构。添加的元素通常用于稳定面心立方体晶体结构形式中的钴。可以利用许多强化机制生产实用的镍钴合金。

陶瓷材料是由金属元素和非金属元素组成的化合物。它们的原子间键通常是离子键(Al2O3)或具有一些共价特性的离子键(SiC、Si3N4)。一些陶瓷有适当的组织控制结构，如通过高强度和定向耐火相（定向纤维、细长颗粒）进行加固，具有高熔点、良好的机械强度、抗氧化性和耐腐蚀性，以及可接受的断裂韧性。其中一些陶瓷和复合材料在高温环境中得到了越来越多的应用。其中包括耐火金属硅化物，如硅化铌及其复合材料。