镍基合金因其独特的成分设计和强化方式,具有优良的使用性能,被广泛应用在高温和腐蚀环境中。但是在焊接过程中镍基合金易于形成粗大的柱状晶,降低焊缝的使用性能。因此,为改善焊缝组织,提高焊缝的使用性能。本文以Inconel 718镍基合金为研究材料,选择纳米TiO₂作为细化剂以化学方法细化焊缝组织,分析细化剂添加量对焊缝组织细化效果的影响,探讨其细化机理,研究组织细化与焊缝高温氧化性能和力学性能之间的关系。结果表明:（1）细化剂对焊缝细化效果有明显的影响,且细化效果随细化剂添加量增加呈先变好后变差的趋势。当细化剂添加量为0.6%时,细化效果达到最佳,此时焊缝组织的二次枝晶间距为5.69μm;此后随细化剂添加量进一步增加造成细化剂偏聚,使得细化剂添加量为1.0%时,焊缝组织的二次枝晶间距为8.53μm。此外,焊缝析出相的数量、尺寸、分布和形貌也产生变化,由于焊缝组织的细化,使得沿晶界偏聚的析出相呈小块状和细小的短棒状在焊缝组织中弥散分布,且由于焊缝组织细化使Laves相数量减少,（Nb,Ti）C数量增加。（2）细化剂纳米TiO₂添加到焊缝中以Ti₂O₃的形式存在,Ti₂O₃与γ之间的错配度为1.41%,能够有效地细化焊缝组织。此外随着焊缝组织细化,元素分布变得均匀,使析出相数量增加、尺寸减小,且弥散分布在焊缝中,因此进一步细化焊缝组织。（3）焊缝的高温氧化性能随组织细化而增强。细化剂添加量为0.6%的焊缝经650℃氧化120小时后氧化增重最小,氧化增重为0.74mg/cm²。对不同细化剂添加量焊缝的氧化增重进行拟合后,得出细化剂添加量为0.6%的焊缝的氧化增重系数最小,K_0.6=0.0047。所以当细化剂添加量为0.6%时,焊缝的高温氧化性能最佳。（4）通过力学性能试验发现,焊缝硬度随细化剂添加量的改变而不同,当细化剂添加量为0.6%时,焊缝的硬度达到最大,此时焊缝硬度为304HV。不同细化剂添加量焊缝的室温抗拉强度也不同,在细化剂添加量为0.6%时焊缝的抗拉强度最高。（5）不同细化剂添加量的焊缝高温抗拉强度均高于母材,且在细化剂添加量为0.4%和0.8%时焊缝抗拉强度达到最大,分别为370.60MPa和373.36MPa。然而焊缝在650℃下处理120小时后,细化剂添加量为0.4%的焊缝高温抗拉强度最大。（6）无论是低温还是室温环境下,焊缝的冲击性能均在细化剂添加量为0.6%时达到最佳。结果表明即使在零下190℃的低温环境下,焊缝依然有良好的冲击韧性。