鎳基合金含有十多種元素，有的以至二三十種元素。各種元素在鎳基合金中發(fā)揮的作用不同（表1）。當(dāng)然有些雜質(zhì)元素（硫、磷、硅、錳）、氣體元素（氧、氮）、有害元素（鉛、砷、錫、銻、鉍、硒、碲、砣等）并非有意添加的，而是添加主元素時由金屬料或鐵合金帶入的，這些雜質(zhì)元素、氣體和有害元素是應(yīng)當(dāng)防止，或者盡可能降低其含量。

　　鎳基合金所含的二三十種元素，各自的熔點相差很大，固溶強化元素W、Mo、Nb、Ta的熔點遠高于Ni、Co、Fe基體元素，而雜質(zhì)元素S、P,以及有害元素Pb、As、Sn、Sb、Bi、Se等元素熔點則很低。另外不同元素的原子直徑及其在鎳基體中的溶解度有很大差別。

　　這樣一來，即便液態(tài)成分十分平均的資料，在凝固過程中由于選分結(jié)晶也會產(chǎn)生偏析。所謂選分結(jié)晶，指的是固溶體合金結(jié)晶時固相成分與液相的成分不同。合金凝固過程中以樹枝晶方式生長，溶質(zhì)原子在枝晶干與枝晶間（液相）之間重新分配。

　　鎳合金的物理性能與300系列Cr-Ni不銹鋼的物理性能相似。不同合金的導(dǎo)熱性能和熱收縮特性可能存在顯著的差別，在設(shè)備設(shè)計中需求加以思索。鎳基合金整體而言力學(xué)性能很優(yōu)良，強度和塑性兩方面都很好。

　　室溫條件下的小強度和塑性指標(biāo)列于表除合金601外，低屈從強度都大大高于30ksi,這個數(shù)值是常見奧氏體不銹鋼的屈從強度。鎳基比鐵基資料強度高，而且隨著溫度升高而增。值得留意的是在1500℉（816℃）時，鎳基合金堅持了其室溫屈從強度40%-75%的強度。

　　相比之下，不銹鋼只堅持了室溫屈從強度的20 %-35%.鎳合金的*性擴展到蠕變斷裂不銹鋼在2000℉ （1093℃）及以上時，其有效強度根本喪失，而鎳合金用作中等應(yīng)力的部件仍能有效發(fā)揮作用。例如，關(guān)于合金600、601、214、230和333而言。

　　2000℉ （1093℃）時1000小時斷裂強度大約為1.0ksi,關(guān)于合金617和602CA,這種條件下的斷裂強度約為1.4ksi.ASME鍋爐和壓力容器標(biāo)準(zhǔn)包括了除合金214、242和45TM外的合金許用應(yīng)力值。