時效強化型鐵基高溫合金的化學成分比較複雜,含有較多的能形成化合物的合金元素其組織為奧氏體加數量較多的化合物,可通過固溶+時效處理使合金的熱強性得到大大提高常用牌號有GH2036、GH2132、GH2135等。
通過時效處理時析出第二相而得以強化的鐵基高溫合金。時效時析出的第二相主要是Ni3Al或Ni3(Al、Ti)型的 γ’相,有時也有Ni3Nb型的γ”相(見高溫合金材料的金屬問化合物相),這些都是有序的金屬間化合物,因此有時也把這類合金稱為金屬間化合物強化的鐵基變形高溫合金或沉澱強化鐵基高溫合金。
鐵基變形高溫合金中,鐵總量最高只能達到20%左右,再增高鋁、鈦總量會使鐵基體失穩,反而使性能惡化。這就限制了鐵基高溫合金進一步強化,只能在750℃左右的中溫下使用。增加鎳含量是一個方向。美國開發的Inconel718合金中鎳含量超過了50%,鐵含量已下降到20%左右,受傳統習慣影響,仍稱之為鐵基變形高溫合金,實際上已成為鐵鎳鉻基變形高溫合金,有時歸入鎳基變形高溫合金。通過細化晶粒和加鎂微合金化等強韌化手段,改善和消除低塑性和持久缺口敏感性是當前鐵基變形高溫合金髮展中一個重要方向。