1. Tăng cường dung dịch rắn
Hợp kim nhiệt độ cao đúc dựa trên niken để nâng cao hiệu suất của một trong các phương pháp là tăng cường dung dịch rắn, trong đó đề cập đến nhôm, titan, niobi, tantalum và các nguyên tố hợp kim khác có thể được tạo thành bằng hợp kim pha ma trận vào hợp kim, tạo ra trong một biến dạng mạng nhất định, để tăng cường sức mạnh của phương pháp hợp kim. Hiện tượng tăng cường kim loại bằng cách kết hợp một nguyên tố chất tan để tạo thành dung dịch rắn được gọi là tăng cường dung dịch rắn. Loại hợp kim này có đặc tính chống oxy hóa và chống mỏi rất tốt, ưu điểm dễ thấy nhất là độ ổn định kết cấu cao và độ dẻo nhiệt tốt. Theo các đặc điểm trên, hợp kim nhiệt độ cao đúc gốc niken có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận kim loại có độ biến thiên nhiệt độ lớn, như: cánh quạt của động cơ máy bay, linh kiện hộp tuabin.
Công ty Haynes của Hoa Kỳ (Hastelloy) vào năm 2005 đã phát triển một biến dạng tuyệt vời dựa trên niken của hợp kim nhiệt độ cao Haynes282, nhiệt độ hoạt động của hợp kim ở giữa 649 ~ 927 độ và thông qua việc tối ưu hóa thành phần và kiểm soát hợp kim trong hàm lượng ′, do đó hợp kim vừa có độ bền rão tốt, độ ổn định nhiệt, khả năng gia công vượt trội và khả năng hàn tốt, điều này chủ yếu là do có thêm hợp kim vào hợp kim. Điều này chủ yếu là do việc bổ sung các thành phần kim loại chịu lửa như vonfram và mangan vào hợp kim.
2. Tăng cường lượng mưa
Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu hầu như nhất quán trong cách tiếp cận nhằm cải thiện độ bền và tính chất của hợp kim đúc nhiệt độ cao dựa trên niken, vốn không thay đổi nhiều, ngay cả khi có sự khác biệt về vật liệu bổ sung. Trong quá trình nghiên cứu để cải thiện độ bền và hiệu suất của hợp kim, các nhà nghiên cứu thường bổ sung thêm một ít nguyên tố tăng cường kết tủa vào hợp kim, thông qua quá trình xử lý nhiệt từ tổ chức hợp kim của kết tủa pha mẹ của pha thứ hai ( ′, ″, cacbua, v.v.), giúp cải thiện đáng kể độ bền của hợp kim. Pha ` điển hình trong các hợp kim nhiệt độ cao đúc dựa trên niken là Ni3Al hoặc Ni3Ti, được tăng cường theo hai cách sau: một là tăng lượng pha ` bằng cách tăng hàm lượng các nguyên tố Ai và Ti trong hợp kim; và hai là bổ sung thêm các nguyên tố như Co, W và Mo để nâng cao cường độ của pha `. Thông qua sự gia tăng của một số nguyên tố, pha thứ hai kết tủa có thể ức chế hiệu quả sự phát triển và tăng trưởng của các hạt vật liệu kim loại. Các hợp kim có kiểu tăng cường này chủ yếu được sử dụng để chế tạo các bộ phận động cơ có nhiệt độ cao, chẳng hạn như: động cơ máy bay, cánh tua bin khí, v.v.
