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耐热钢是以镍、铁或者钴作为基体元素，溶入多种合金元素而成的具有安稳面心立方奥氏体结构的高温合金。镍基高温合金的基体元素是镍，铁基高温合金的基体元素是铁，钴基高温合金的基体元素是钴。镍没有同素异形结构，常温和高温都为面心立方结构，即奥氏体结构，而铁、钴在高温时具有面心立方结构，在室温下分别为体心立方和密排六方结构。因而，要想得到相对安稳的铁基、钴基奥氏体结构高温合金，一般需求参加一定数量的镍和铬，以便取得较高的化学安稳性和抗氧化耐蚀性，在铁基高温合金中参加少数钴，还能使合金具有更好的抗热腐蚀性。