本文采用第一性原理和特殊准随机结构方法,开展了《镍基合金中相的稳定性及力学性质》研究工作。通过建立γ’-Ni3Al、γ"-Ni3(Al/Nb)、δ-Ni3Nb和α-Cr相模型,计算Nb、Fe、Mo掺杂不同模型的晶格常数、体系总能量、形成热、结合能、态密度、电子布居、及与力学性质相关的参数,研究了 Nb掺杂对γ’、γ"和δ相稳定性及力学性质的影响。通过计算γ"、δ两相的体系总能、熵、吉布斯自由能、声子性质等热力学参数,研究了 γ"-Ni3Nb→δ-Ni3Nb相转变的性质及影响因素。通过对掺杂α-Cr相进行超胞建模,计算出模型的总能、电子和力学性质,研究了 Fe、Mo掺杂对α-Cr相力学性质的影响。计算结果表明,使用GGA-PW91泛函理论计算的数据与实测值最为相近。γ’→γ"相变过程与体系的Nb掺杂浓度有关,掺杂Nb浓度低于15.625 at%,体系中γ’-Ni3A1相稳定性较好,Nb含量超过18.75 at%,γ"-Ni3Nb相可稳定存在。Nb含量位于15.625 at%～18.75 at%,γ"-Ni3Al相的稳定性略高于γ’-Ni3Al相,两相可共存,并发生γ’→γ"相转变,其中,γ’、γ"两相晶格常数相近是发生γ’→γ"共格相变的必要条件。随热处理时间延长,γ基体中析出Nb,使γ"-Ni3Nb相长大和γ’-Ni3Al相分解,是合金中γ"-Ni3Nb相数量增加和γ’-Ni3Al相数量减少的主要原因。计算出γ"、δ两相有相近的德拜温度、热容、格林艾森函数等热力学性质,归因于两相有相近的能量-体积关系,γ"、δ两相均具有力学、动力学和热力学稳定性,是γ"、δ两相可平衡共存的主要原因。特别是等温等压发生γ’→γ"相转变时,两相的化学势一阶导数连续变化,化学势二阶导数(等温压缩率、等压热容和线膨胀系数)发生突变,是确定γ"→δ为二级相变的热力学依据,且γ"、δ两相具有子群和母群关系,符合二级相变路径。计算出γ’、γ"、δ和α-Cr相的力学参数表明,各相均为韧性相,且γ"-Ni3Nb相有更高的体积弹性模量和剪切弹性模量,并表现出较强的共格应变强化效应。其中,γ"相是合金的主要强化相,δ相和γ’相次之,与δ相比,γ"相处于亚稳态。合金析出α-Cr相中含有Fe、Mo元素,通过考察α-Cr相中掺杂Fe、Mo元素的单独和协同掺杂行为表明,Fe掺杂可使α-Cr相晶格常数减小,Mo掺杂使α-Cr相晶格常数增加,Mo掺杂α-Cr相的稳定性高于Fe掺杂。其中,Fe掺杂可强化α-Cr相,而Mo掺杂α-Cr.相的强化作用较弱,掺杂的α-Cr相在合金中均有一定的强化作用。