随着航空发动机推重比的不断提高,发动机涡轮进口温度不断增加,发动机涡轮盘材料使用温度也在提高,对涡轮盘用材料的强韧性、疲劳性能、可靠性和持久性提出了更高要求。粉末高温合金因其良好的高温强度、高组织稳定性、低疲劳裂纹扩展速率、优异的抗蠕变和抗氧化性能,被广泛应用于制造高性能航空发动机涡轮盘,且通过梯度热处理可获得双组织（轮缘粗晶组织、轮毂细晶组织）双性能粉末高温合金涡轮盘,以满足涡轮盘不同部位对疲劳性能的要求。因此,研究粉末高温合金的微结构对其低周疲劳性能的影响对涡轮盘合金的研制和涡轮盘部件的寿命预测都具有重要意义。本文针对第三代粉末高温合金FGH4098的低周疲劳行为,主要开展了以下3个方面的研究工作:（1）开展了高温拉伸实验测试FGH4098合金基本力学参数;开展了高温低周疲劳实验,研究FGH4098合金在其典型服役温度下,微结构和加载波形对循环变形行为的影响;开展了高温保载实验研究不同微结构的FGH4098合金在不同温度下的应力松弛行为。结合扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）对试验后的FGH4098进行表征,分析FGH4098循环变形和应力松弛行为的微观机理。结果表明当加载温度上升,保载时间延长都会导致FGH4098合金低周疲劳失效形式由穿晶向沿晶过渡。细晶FGH4098在低周疲劳过程中发生循环硬化,粗晶FGH4098在低周疲劳过程中以循环硬化为主,但在750℃下200-200-200-200加载条件下发生轻微的循环软化。细晶FGH4098的循环硬化程度比粗晶FGH4098更大。应力松弛行为是由长期高温载荷作用下形成的堆垛层错引起的,保载时间的延长和温度的上升都会促进堆垛层错的形成造成应力松弛。（2）通过原位疲劳试验研究室温下FGH4098合金疲劳裂纹萌生和微裂纹扩展的微观机理,结合疲劳裂纹扩展路径和电子背散射（EBSD）表征结果分析微结构的影响。结果表明FGH4098合金的疲劳裂纹萌生过程会受孪晶界及Schmid factor（SF）的影响。FGH4098合金疲劳微裂纹扩展阶段通常与滑移带开裂有关,裂纹往往沿具有高SF的滑移系发生滑移带开裂,促进裂纹偏转或允许裂纹通过晶界。晶界和孪晶界只有在与加载轴方向夹角偏小趋于平行时对裂纹扩展起阻碍的作用,降低裂纹扩展速率。FGH4098合金晶粒尺寸的变化对微裂纹扩展速率的影响较小。从室温下的细晶和粗晶FGH4098的疲劳裂纹扩展路径来看,粗、细晶FGH4098中疲劳裂纹均是穿晶萌生后再穿晶扩展。（3）采用高温原位疲劳试验技术,结合SEM和EBSD观测手段对FGH4098合金在650℃的疲劳裂纹萌生和微裂纹扩展行为进行了分析。在650℃下,细晶FGH4098失效形式为疲劳裂纹沿晶萌生和扩展,粗晶FGH4098失效形式是穿沿晶混合,粗晶FGH4098的抗疲劳裂纹扩展能力优于细晶FGH4098。高温下裂纹扩展速率比室温有所加快,原因归结于高温下应力辅助晶微结构对粉末高温合金FGH4098低周疲劳行为的影响界氧化导致FGH4098合金的整体抗裂纹扩展能力降低。在粗晶FGH4098高温梯形波加载时裂纹扩展出现钝化现象,降低了裂纹扩展速率。这种在梯形波疲劳加载条件下发生的裂尖应力松弛现象会导致裂纹沿晶开裂,但在一定程度上却减缓了疲劳裂纹扩展。