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GH4033高温合金以优良的高温强度、抗氧化性与耐腐蚀性等综合性能在航空航天领域具有广泛运用。本文以解决GH4033高温合金在紧固件加工过程中常出现开裂等问题为主要研究目标,提出相应工艺改善的理论依据。主要研究内容包括热处理以及形变速率对GH4033合金组织与高温力学性能影响、冷拔变形与冷拔+冷轧变形对GH4033合金棒材性能影响。通过激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱分析仪（EDS）、洛氏硬度计以及高温拉伸实验等研究方法,系统研究了不同热处理制度、不同形变速率对GH4033高温合金组织与高温力学性能的影响机理,同时探索性研究GH4033合金棒材冷拔成形与先冷拔再冷轧成形两种加工工艺对合金性能的影响。研究结果表明:GH4033高温合金采用传统热处理后对其合金表面采用EDS面扫描分析,发现在1080℃固溶处理前,合金中Cr、Al、Ti、P、S等元素分布不均匀,存在明显微观偏析;但经1080℃固溶保温8小时后,GH4033合金中主要合金元素Cr、Al、Ti以及有害元素P、S等偏析程度得到明显改善;对高温合金采用合理的热处理工艺可明显改善微观偏析等缺陷,从而使合金性能有明显提高。进一步对GH4033高温合金采用两种热处理制度,即优化热处理制度:1160℃×1.5 h+1020℃×8 h+1080℃×8 h+700℃×16 h与传统热处理制度:1080℃×8h+700℃×16 h,进行对比研究,发现采用优化热处理制度的试样晶界处主要析出的碳化物为TiC和Cr7C3,而采用传统热处理制度的试样晶界主要析出Cr7C3、Cr23C6碳化物;优化热处理后的试样晶粒内部析出了γ’相、Cr7C3,而传统热处理后,试样晶内主要析出γ’相、Cr7C3及Cr23C6碳化物;并且采用优化热处理制度的试样晶界碳化物主要呈尺寸细小的断链分布,而采用传统热处理制度的试样晶界碳化物主要呈粗大的连续网状分布。两种热处理制度处理后合金晶粒尺寸差异不大,但采用优化热处理制度后的试样晶粒分布更均匀。在700℃拉伸时发现,采用两种不同热处理制度的试样断裂方式都是穿晶断裂与沿晶断裂的混合形式,并且抗拉强度相差不大。但优化热处理制度后的试样塑性明显优于采用传统热处理制度的试样,且优化热处理制度后,其高温拉伸性能指标均达到GJB2611-1996的标准要求。对GH4033高温合金在700℃采用多种形变速率进行高温拉伸研究,发现合金抗拉强度对应变速率较敏感,不同应变速率高温变形对GH4033合金的高温力学性能有较大影响。并且,随着合金应变速率从0.00007 S-1逐渐增加至0.0067S-1时,GH4033合金的高温抗拉强度逐渐升高,其延伸率也随应变速率的增加呈上升趋势,当应变速率为0.00007 S-1时,合金断口形貌主要呈沿晶断裂特征。当应变速率增大至0.0067 S-1时,合金断口形貌主要为塑性变形特征。采用image pro测量软件对GH4033合金在不同形变速率条件下断裂后,其变形区及未变形区晶粒尺寸进行分析,表明合金在该试验温度及形变速率范围内,未发生动态再结晶。与传统GH4033高温合金棒材的冷拔变形相比,先冷拔变形再冷轧变形的工艺可以解决棒材易开裂等问题,并且,冷轧变形道次减面率远低于冷拔变形减面率,通过无极调速,冷轧变形可以更小的应变速度、多道次小变形提高合金材料塑性。传统冷拔变形过程中,合金棒材表面与模具产生滑动摩擦,而冷轧变形过程中合金棒材表面与模具产生的是滚动摩擦,其滚动摩擦系数远小于滑动摩擦系数,因而合金棒材不会产生因外摩擦引起的附加应力而导致的表面横裂纹。经冷拔成形的合金,其表面质量较差,而经冷轧变形后合金棒材表面光洁度好,无裂纹、无划伤。