FGH159光棒是一种高性能镍基高温合金材料，专为极端环境下的机械与热学性能需求设计。其命名遵循中国高温合金牌号体系（"FGH"为粉末冶金高温合金系列），具有高熔点、抗氧化性及优异的抗蠕变能力，广泛应用于航空航天、能源装备及精密光学仪器领域。作为“光棒”，其形态通常为高精度圆柱体或定制化棒材，兼具光学系统的结构稳定性与高温工况下的可靠性。
（1）高温强度与抗蠕变性
FGH159光棒在高温环境（650–900°C）下仍能保持高强度，其室温抗拉强度可达1200–1400 MPa，屈服强度约900–1050 MPa。在800°C下，抗拉强度仍维持在800 MPa以上，显著优于常规不锈钢及钛合金。其抗蠕变性能源自γ'强化相（Ni₃(Al, Ti)）的弥散分布，通过阻碍位错运动延缓材料高温形变。
（2）疲劳寿命与断裂韧性
FGH159光棒在循环载荷下表现出优异的疲劳抗性。其高周疲劳极限（10⁷次循环）约为450–500 MPa（室温），高温下仍可保持70%以上性能。断裂韧性（KIC）值达80–100 MPa·√m，归因于细晶粒结构及均匀分布的碳化物颗粒，有效抑制裂纹扩展。
（3）刚性与稳定性
作为光学系统支撑件，FGH159光棒的弹性模量高达210–220 GPa，低热膨胀系数（20–500°C时为12–14×10⁻⁶/°C），确保在温度波动或机械振动下维持光学元件的对准精度，避免光路偏移。
（4）耐腐蚀与抗氧化性
表面形成的致密Cr₂O₃氧化膜使其在高温含硫、氯离子环境中仍具备良好耐蚀性，氧化速率低于0.1 mm/year（900°C空气环境），适用于航天发动机燃烧室或海洋光学设备。
制备工艺：采用粉末冶金（PM）结合热等静压（HIP）技术，减少偏析缺陷，提升组织均匀性。
热处理制度：固溶处理（1150–1180°C）与时效处理（700–850°C）调控γ'相尺寸（50–200 nm），平衡强度与韧性。
杂质控制：氧含量需低于50 ppm，硫、磷等元素严格限制，避免晶界脆化。
航空发动机：涡轮叶片连接光棒、燃烧室支架，需耐受高压燃气冲刷。
激光器系统：作为高功率激光器的支撑棒材，抵抗热变形导致的谐振腔失准。
核反应堆监测：用于中子探测器的结构部件，在辐射与高温下保持机械完整性。
近年研究聚焦于纳米改性（如添加Y₂O₃纳米颗粒增强晶界）与增材制造（激光选区熔化制备复杂结构光棒），以进一步提升性能并降低成本。核心挑战在于平衡高温强度与加工性能，避免因合金化过度导致的冷脆性问题。
FGH159光棒通过成分优化与工艺创新，实现了高温强度、疲劳寿命与环境耐受性的协同提升，成为极端工况下光学-机械耦合系统的关键材料。未来发展方向将围绕智能化制造与多尺度结构设计，拓展其在深空探测、聚变能源等前沿领域的应用边界。
