我国自主研发的具有第四代特征的高温气冷堆新技术（HTGR）,其控制棒系统主体构件采用GH3625（以下简称625合金）镍基高温合金。该合金在实际工况下经历高温时效过程会存在组织稳定性及高温蠕变性能等问题,高温蠕变会影响控制棒系统构件的精度以及构件运动的灵活性。因此,掌握625合金高温时效过程中组织演变规律以及时效后蠕变性能变化规律,对控制棒系统主体构件用材料的选择和安全阈度的设计有着重要的意义。本论文选取625合金为研究对象,研究材料在高温服役条件下的时效行为,并以析出δ-Ni₃Nb相为主要切入点,采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等现代分析手段,研究625合金在不同时效条件下δ相的析出机制及演化规律,着眼于微观组织演变与高温力学性能的相互联系,应用电子蠕变试验机对625合金时效态和固溶态试样在相同温度和应力下进行高温蠕变性能实测试验,研究不同时效处理状态下蠕变性能的变化规律。试验研究主要结果表明:（1）在560℃至920℃时效温度下,时效时间为240h时,随着时效温度的增加,625合金时效主要析出相依次为γ"相和δ相;时效温度为650°C时,晶体内部δ-Ni₃Nb相开始析出的时间为600h左右,时效时间为1000h时,δ-Ni₃Nb相含量趋于稳定;时效温度为780°C时,晶体内部δ-Ni₃Nb相开始析出的时间为100h左右,显微硬度值逐渐升高。（2）在蠕变条件为780℃34.8MPa240h下,由于时效过程中δ相含量、分布等不同,使得560℃时效后蠕变性能与固溶态蠕变性能接近,780℃时效后蠕变性能优于固溶态蠕变性能,而920℃时效蠕变性能劣于固溶态蠕变性能。