Co-Al-W三元系中发现了具有L12结构的Co3(Al，W)相，在国际高温合金界引起了广泛关注，这为发展γ强化钴基高温合金开辟了新的道路。然而，该体系合金需要大量的W(20～30wt.％)来稳定Co3(Al，W)相，导致其密度非常高，并且Co3(Al，W)相的稳定温度较低，限制了其在高温领域的应用。因此，如何降低合金的密度以及在高温下保持组织长期稳定是发展此类合金需解决的关键问题。同时，发展γ强化新型钴基高温合金亟需深入理解其在不同条件下的变形机制，如拉伸和蠕变变形行为。由于该体系钴基高温合金发展时间短，相关研究非常有限，并且缺乏热力学数据的支持，这为上述问题的解决带来了挑战。　　本研究在前人对三元Co-Al-W以及四元Co-Al-W-Ni体系合金相平衡研究工作基础上，设计了一种W含量较低的Co-Al-W-Ni多元合金作为基础合金，系统研究了在基础合金中添加Ta、Ti对合金组织和力学性能等方面的影响。　　Ta和Ti对铸态组织影响的研究表明:提高合金中Ta、Ti含量，合金的固液相线温度以及初熔温度降低，凝固区间增大。Ta和Ti可显著提高γ相的溶解温度。Ta含量提高，凝固组织的一次枝晶间距减小;而添加Ti对一次枝晶间距影响不大。Ta、Ti强烈偏析于枝晶间，造成铸态组织中共晶含量增加。对于含Ta合金，枝晶间的共晶组成为(γ+Co3Ta);对于含Ti合金，共晶组成为（γ+γ+β）。特别对于2Ti5Ta合金，共晶组成较为复杂为(γ+γ+β+Co3Ta)，并且在后续凝固冷却过程中共晶还会析出D024相。　　Ta和Ti对热处理后组织稳定性影响的研究表明:Ta、Ti偏析于γ相，是γ相形成元素，可增加γ和γ两相晶格常数。采用相同热处理制度时，Ta、Ti可提高合金热处理后γ相的体积分数以及尺寸。对实验合金在800℃～1050℃范围进行了长期时效，时效后的组织中无其它相析出;添加Ta、Ti可提高γ相的高温形貌稳定性。γ相粗化规律接近LSW模型，Ta、Ti可降低元素扩散激活能。　　Ta和Ti对合金拉伸性能影响的研究表明:提高合金中Ta含量，可提高合金的屈服强度，而提高Ti含量仅能提高合金高温时的屈服强度。对拉伸变形后的微观组织观察:在中低温时（800℃以下），主要变形机制为位错切割γ相;在高温时(900℃以上），主要变形机制为位错绕过γ相。提高Ta含量可影响合金中温变形行为。当Ta含量从5wt.％提高到8wt.％时，在900℃拉伸时的变形机制由位错绕过γ相变为位错切割γ相。　　合金在拉伸变形过程中发现了塑性失稳。对塑性失稳的产生机制研究，结果表明，组织对塑性失稳的产生有很大影响。标准热处理后的组织，γ相形貌规则呈立方状，基体通道分布着细小γ相。对于该组织的样品，在室温到800℃范围内，拉伸过程中均出现塑性失稳。通过光学显微镜以及透射电镜对变形后组织进行观察，发现塑性失稳往往伴随着粗大滑移带的产生。基体通道中应力分布差异以及基体通道中存在细小γ相颗粒造成位错在某区域大量增殖，致使滑移带在此处萌生扩展。粗大滑移带在扩展过程中，对γ相反复切割，造成其强度降低，导致拉伸曲线上应力降低;而粗大滑移带在基体中扩展时，受到其它位错以及细小γ相颗粒的阻碍扩展困难，造成拉伸曲线上应力升高。两个过程交替进行，导致了塑性失稳。直接固溶后的组织由细小的形貌不规则的γ相组成，该组织下只在800℃拉伸时出现塑性失稳。对变形后的组织观察，发现锯齿的出现与该温度下变形组织中贯穿多个γ相和γ相的层错有关。　　Ta和Ti对蠕变性能影响的研究表明:提高合金中Ta、Ti含量可提高合金的蠕变性能;尽管合金中大幅降低W的含量，合金的蠕变性能超过传统钴基合金DZ640M和W含量较高的Co-Al-W基合金，并接近第一代镍基单晶合金SRR99。合金在蠕变过程中，无TCP等有害相的析出。在800℃/450MPa、500MPa持久蠕变时，组织未发生筏化，对于含Ta合金蠕变第一阶段和第二阶段主要变形机制为位错切割γ相。在900℃/275MPa、310MPa和1000℃/120MPa、150MPa持久蠕变时，合金组织发生筏化，并呈现拓扑倒置特征，筏化方向与外加拉应力平行。对含Ta和含Ti合金不同蠕变条件下的变形行为进行观察，发现蠕变第一阶段主要变形机制为位错切割γ相，第二、第三阶段主要变形方式为位错在基体中运动。