高温合金的性能与其组织密切相关，而这种组织可以通过热处理来调整。例如，合金的晶粒大小、碳化物形态和分布、金属间化合物（r'）的大小和分布等，都可以通过热处理工艺进行控制。对于变形合金而言，热处理尤为关键。高温合金的热处理通常包括固溶处理、中间处理和时效处理三个步骤。1.固溶处理固溶处理的目的是溶解基体内的碳化物和r'相，以获得均匀的过饱和固溶体，便于时效过程中重新析出细小且分布均匀的碳化物和r'相等强化相，同时消除由冷热加工产生的应力，促使合金发生再结晶。固溶处理还有助于获得适宜的晶粒度，确保合金具有高温抗蠕变性能。固溶处理的温度范围一般在980~1250℃之间，具体温度取决于合金中相的析出和溶解规律以及使用要求，以确保强化相的必要析出条件和一定的晶粒度。2.中间处理中间处理，也称为二次固溶处理或中间时效处理，主要作用是改变晶界上析出的碳化物数量、形态和分布。同时，在合金中形成大小两种r'相的合理分布，显著提高合金的持久寿命和塑性。中间处理的温度大约在1000~1500℃之间。在此过程中，晶界会析出链状碳化物，从而强化晶界。对于过饱和度低的合金，中间处理可以避免晶界处析出细胞状M23C6，而是形成富Cr的块状碳化物。这种结构有助于提高Al、Ti的溶解度，减少晶界贫r'区的宽度，从而提高持久塑性。对于过饱和度高的合金，中间处理会在晶界处析出链状M23C6碳化物，导致晶界附近的Cr、Mo等元素贫化，而Al、Ti的溶解度相对增高，形成包覆晶界碳化物的r'包膜，对持久性能有利。3.时效处理时效处理能够使合金充分而均匀地析出强化相，而且在时效温度下不会引起强化相的溶解和聚化，从而保证强化相的尺寸合适。时效温度通常在700~950℃之间。时效温度取决于强化相的数量和合金中r'相已大量析出，因此最后的时效处理只会产生较小的组织变化。许多铸造合金只需要进行热处理或仅进行简单的热处理，例如只需进行几小时的固溶或时效处理即可使用，甚至有的合金不进行热处理就直接使用。随着合金的复杂化，为了改善某些综合性能，也可采用与变形合金相似的热处理。经固溶处理后，能够使铸态组织局部均匀化，但铸造合金的枝晶偏析等不会完全消除。总之，热处理与合金的组织和性能密切相关。通过适宜的热处理，可以充分发挥材料的潜力。