相比传统高温合金,Ni3Al基合金具有高熔点、低密度、优异的高温强度、以及良好的高温抗氧化和耐蚀性能等优点,因而被认为是一种理想的用于航空航天和能源等领域的新型高温结构材料。然而,由于多晶Ni3Al基合金在室温条件下塑性极差,难以进行塑性加工,这严重制约了合金的发展和工业应用。Ni3Al基合金中添加一定量的Fe、Cr元素可有效改善合金的可加工性,同时,β-Ni Al相的形成有利于提高合金焊接性能。基于此,本文针对一种基于可焊性及可加工性设计的高Fe、Cr含量Ni3Al基合金,系统研究了其高温变形力学特性及高温变形过程中的组织演变规律,同时,探究了合金中强化相γ’相在高温时效过程中的演变规律,并在此基础上,进一步分析了不同初始组织对合金高温变形行为的影响,以期优化合金热加工工艺参数,控制合金微观组织,推动合金的实用化进程。通过高温压缩实验研究了Ni3Al基合金的高温变形行为,根据所获得的实验应力-应变曲线数据,应用Arrhenius方程和Back-Propagation（BP）人工神经网络建立了合金的高温本构模型,并对本构方程的准确性进行了验证。同时,计算出合金在实验条件下的热变形激活能为802.7 KJ/mol。基于动态材料模型和Prasad失稳判据,绘制了合金在不同应变条件下的热加工图,结合微观组织分析,揭示了热加工图中加工安全区与失稳区的微观组织特点及变形机制。结果表明,合金的热加工图中失稳区主要集中在低温高应变速率和高温低应变速率区域,失稳区主要表现为局部塑性流动、绝热剪切带以及开裂等,并进一步确定了合金的最佳热成形工艺参数为1250℃/0.01～0.1 s-1。利用电子背散射衍射技术分析了Ni3Al基合金在高温变形过程中动态再结晶组织的演化规律,探讨了不同变形参数对合金动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸以及动态再结晶机制的影响。结果表明:合金中动态再结晶体积分数随应变的增加而增加,同时平均晶粒尺寸有所减小。变形温度的升高和应变速率的降低均有利于动态再结晶进行,动态再结晶晶粒会发生长大。在高温变形过程中,Ni3Al基合金的动态再结晶由非连续动态再结晶和连续动态再结晶机制共同控制,其中非连续动态再结晶机制占主导作用。此外,采用Avrami模型建立了合金在不同热变形条件下的动态再结晶动力学模型,并验证了该模型的准确性。通过对不同时效处理后Ni3Al基合金的微观组织进行表征,研究了时效过程中γ′相的高温粗化行为。结果表明,随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金中γ′相发生明显粗化,γ′相形貌由立方状转变为长条状和L型。进一步分析γ′相的粗化动力学发现,γ′相的粗化过程分为粗化前期和粗化后期两个阶段,分别遵循Lifshitz-Slyozov Encounter Modified（LSEM）模型和Trans-Interface Diffusion Controlled（TIDC）模型,并计算得到γ′相在粗化前期和后期的激活能分别为174.2KJ/mol和186.3 KJ/mol。此外,进一步研究初始组织对合金热变形行为的影响发现,在较低变形温度和高应变速率条件下,合金的热变形行为对初始组织十分敏感。具有粗大γ′相的合金其峰值应力及达到峰值应力后的应力下降幅度较大,其变形后的微观组织中再结晶程度也更高。利用电子背散射衍射技术研究了热轧过程中合金的组织及织构演变规律,阐明了不同工艺参数对合金微观组织以及织构的影响。研究结果表明,热轧后合金中出现了大量与Σ3n晶界相关的退火孪晶,其中Σ3n晶界含量主要受合金再结晶程度、动态再结晶晶粒尺寸以及小角度晶界含量等因素的影响。此外,热轧后合金中还出现了明显的形变织构及再结晶织构,织构的具体变化主要取决于合金的再结晶过程以及再结晶晶粒的再变形情况。