在高温合金中，镍基合金使用最广泛。它们经常出现在航空发动机和发电涡轮组件以及石油化工、食品加工、核反应堆和污染控制设备中。镍基合金可以通过两种方法来强化：通过固溶强化和通过在晶格中金属间化合物的沉淀来硬化，例如INCONEL®625和Hastelloy®X。经过固溶强化。这些固溶强化的合金可能会因碳化物沉淀而得到额外的强化。诸如INCONEL®718之类的合金具有沉淀硬化作用。第三类镍基高温合金，以MA-754为代表，通过分散惰性颗粒（例如氧化钇（Y2O3）），并在某些情况下具有γ‘（伽马素）沉淀（MA-6000E）来增强。镍基合金有铸造和锻造两种形式。高合金成分的高温合金，例如Rene 95，Udimet 720和IN100，是通过粉末冶金然后锻造生产的。对于上述锻造合金和铸造合金（Rene 80和Mar-M247），增强剂为γ’沉淀。对于INCONEL®718，γ˝（γ双质）是主要的增强剂。含铌，钛和铝的合金（例如INCONEL 725）会被γ´和γ˝沉淀物强化。

钴基高温合金在高于2000˚F（1093˚C）的温度下具有优异的耐腐蚀性，可用于燃气轮机和燃烧室部件的较热部分。钴基高温合金有铸铁或锻铁两种形式，其特征是固溶强化（铁，铬和钨），奥氏体（面心立方或fcc）基体，其中少量碳化物钛，钽，ha和铌）沉淀。因此，它们依靠碳化物而不是γ'沉淀物进行强化，并且与镍基合金相比，它们具有更好的焊接性和抗热疲劳性。诸如Stellite 31之类的铸造合金用于燃气轮机的高温区域（叶片和叶片）。锻制合金（例如Haynes 25）以薄板形式生产，经常用于燃烧室部件。

铁镍基高温合金与锻造奥氏体不锈钢相似，不同之处在于添加了γ´增强剂。它们在三组高温合金中具有最低的高温强度，并且通常在锻造条件下用于燃气轮机盘片和叶片中。大多数锻造合金含有高含量的铬，这些铬提供了耐腐蚀性。它们的高温强度归因于固溶硬化（由溶解在合金基体中的溶质原子产生的硬化）或沉淀硬化（由沉淀颗粒产生的硬化）。 Haynes 556和19-9 DL等合金通过钼，钨，钛和铌进行固溶强化。诸如A286和Incoloy 909之类的合金经过沉淀硬化。最常见的沉淀是γ'（Ni3 [Al，Ti]）（例如A286）和γ˝（Ni3Nb）（例如Incoloy 909）。另一组铁镍基合金包含高碳含量，并通过碳化物，氮化物和固溶体强化而得到强化。一组基于Fe-Ni-Co并经γ'强化的合金，结合了高强度和低热膨胀系数（例如，Incoloy 903、907和909），并在气体的轴，环和壳体中得到应用涡轮机