晶粒尺寸对高温合金的性能有较大的影响，从室温机械性能的角度看，晶粒愈细愈好，但从高温性能的角度看，希望晶粒适当粗些，因此在高温下，晶界是薄弱的部分。
由于金属原子易于沿晶界扩散，晶粒较粗些有利于提高合金的持久强度。对于高温合金车轮锻件来说，晶粒大小不均匀是最有害的，它将使持久强度和抗蠕变强度显著降低，使用寿命缩短至原有的数分之一。例如GH135合金，当晶粒度从4-6级细化到7~9级时，室温疲劳强度从290MPa提高到400MPa；在700℃下，疲劳强度从400MPa提高到590MPa。
这是因为大晶粒试样疲劳断口的疲劳条痕间距交款，疲劳裂纹发展速度较快；而疲劳裂纹在细晶粒内向前推进时，不但受到相邻晶粒的限制，而且从一个晶粒到另一个晶粒还要改变方向，因此车轮锻件疲劳裂纹发展速度较慢。但是，晶粒细化后的持久强度下降，蠕变速度增加。例如晶粒度从5级细化到7级时，在700℃下100h的持久强度从450MPa下降到370MPa。当晶粒度由4~5级细化到10~11级时，在700℃、44MPa下的最小蠕变速度增加了25~100倍。持久寿命缩短到十分之一。
因此，综合晶粒度对室温和高温性能的影响，取均匀适中晶粒为宜。
