熱機是目前人類幾乎最重要的動力來源。熱機可將燃料的化學能轉化成內能再轉化成機械能。高溫合金可應用于汽輪機、渦輪機、噴氣發動機等熱機。熱力學第二定律指出所有熱機的熱效率均有一個上限值。熱效率的上限和熱機輸入熱的溫度（熱源溫度）及熱機的環境溫度（冷源溫度）有關。我們可以用卡諾循環來表示理想的熱機循環熱效率。
軍用航空發動機歷經五代，推重比不斷提升。第一代渦扇發動機出現在 20 世紀 50 年代，以英國的康維發動機、美國的 JT3D 發動機為代表，推重比在 2 左右；第二代渦扇發動機出現在 20 世紀 60 年代，以英國的斯貝 MK202 和美國的 TF30 發動機為代表，推重比在 5 左右；第三代渦扇發動機出現在 20 世紀 70-80 年代，以美國的 F100、歐洲的RB199 和蘇聯的 AL-31F 發動機為代表，推重比在 8 左右；第四代渦扇發動機出現在 20世紀 90 年代，以美國的 F119 和歐洲的 EJ200 發動機為代表，推重比在 10 以上；第五代渦扇發動機出現在 21 世紀初，以美國的 F135 和英、美聯合研制的 F136 發動機為代表，推重比為 12-13。未來航空發動機推重比將不斷提高，美國已經開啟第 6 代航空發動機的研發，預計推重比將達到 16-18。
兩片一盤是指航空發動機中的渦輪葉片、導向器葉片及渦輪盤（加篦齒盤），是整個發動機中性能最高的部件，代表著高溫合金的最高工藝和最高要求。在發動機的高壓渦輪中，渦輪葉片與導向葉片交錯排列，一級導向器緊接燃燒室出口，導向葉片處于高溫燃氣流包圍中，是發動機中溫度最高的零件之一，最高溫度可達 1150°C，溫度高而且不均勻是其工作環境最重要的特點。渦輪葉片尤其是一級渦輪葉片承受著由燃燒室經一級導向葉片流入的高溫燃氣的沖刷，溫度要求也極高，最高溫度可達 1100°C，同時處于復雜應力和腐蝕環境中工作。渦輪盤是連接渦輪葉片和渦輪軸的部件，雖然溫度要求比渦輪葉片和導向葉片稍低，但是綜合性能要求更高。材料須有強度高、疲勞性能優異、斷裂韌性高、裂紋擴展速率低等優良性能。
