铸造K4169合金与美国Inconel718合金成分基本相同，是以奥氏体为基，以体心四方γ″相为主要强化相，面心立方的γ′相为辅助强化相的沉淀强化型铁镍基高温合金。 K4169合金在很宽的中低温度范围(-253~700℃)内具有较高的强度、塑性、优良的耐腐蚀性以及良好的焊接性能和铸造工艺等性能。但是当合金使用温度超过650℃时，其中的主要强化相γ"会和基体失去共格，聚集粗化长大继而转变为稳定的δ相，导致合金的强度、塑性等一系列性能迅速下降。而近年来随着航空发动机，特别是地面燃气轮机部件飞速发展，人们对合金的应用提出了更高的要求。国内外研究工作者尝试通过调整Al、Nb、Ti、Fe、Mo、Ta、Cr、Co、 W等主要合金元素含量以期获得更好的组织稳定性和更高的使用温度。本文以K4169合金对研究对象，利用手工电弧炉熔炼不同Zr含量的合金。采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射以及力学性能等方法，研究了Zr对合金铸态组织、均匀化处理、标准热处理态、断口组织以及力学性能的影响。得到以下主要结论:(1)K4169合金中添加Zr元素后，铸态合金析出相和原始成分合金组织基本相同，都包括树枝晶γ基体、弥散分布于基体的γ′等晶内析出相以及氮化物和Laves相，Zr促进Nb、Mo元素偏析，使铸态合金物相种类增多。(2)Zr元素促进晶界析出相的析出，使铸态枝晶组织变得细密，随着Zr含量增加，合金中Al、 Nb、 Mo和Ti元素的偏析程度有所减轻，当Zr含量超过0.09%时，又促进元素枝晶偏析， laves相中Nb、 Mo含量增加；铸态合金偏析严重，基体和Laves等都以固溶体存在，碳原子和大量合金元素充当溶质原子，合金中初生碳化物较少；Zr促进氮化物形成，使氮化物团簇增多、尺寸增大；铸态合金硬度随Zr含量增加呈减小趋势；(3)Zr的加入提高了K4169合金中laves相的初熔温度，合金熔点降低；温度和试样厚度对合金均匀化处理影响较大；均匀化处理过程中，Laves相消失，而氮化物熔点较高，不能去除；合金硬度随均匀化处理时间延长呈先减小后增加的趋势，均匀化处理5h后合金过烧；最终均匀化处理制度定为：1150℃×3.5h。(4)热处理态合金成分均匀、偏析减轻、结晶较好，物相种类比铸态合金减少，但出现次生碳化物相；Zr元素能够改变晶界析出相的形态，未添加Zr元素热处理态合金晶界碳化物为短棒状，含Zr元素合金中碳化物为圆形颗粒，碳化物成分主要为NbC；Zr原子增加颗粒状析出相与基体之间的晶格畸变，导致氮化物颗粒周围显微疏松等缺陷增多，热处理后团簇颗粒周围显微疏松形成孔洞对合金性能不利。(5)适量的Zr可以提高合金强度，随Zr含量的增加，标准热处理态合金的硬度和拉伸强度都呈现先增加后减少的趋势，而延伸率先减小后增加；拉伸过程中，碳化物和氮化物颗粒妨碍位向不同晶粒的相对滑移，合金第二相强化作用较显著；Zr含量超过0.09%，孔洞等缺陷增多，合金强度降低。