航空工业的迅猛发展对新一代高推重比航空发动机涡轮叶片材料的承温能力不断地提出更高需求。然而,由于镍自身熔点的限制,现有在航空发动机热端高压涡轮叶片上应用最为广泛的镍基高温合金的承温能力已难于再满足航空工业的进一步发展。寻找新一代具有更高服役温度和环境抗力的高温结构材料,是航空航天和能源动力等工业领域的发展亟待解决的工程实际问题。近年发现的γ’析出强化型Co基合金,凭借更高的固溶温度和优异的耐高温环境特性,被认为是下一代高温材料的有力候选。通过添加Ni、Ti、Ta等合金元素,进行合金化处理是实验研究中提升Co基合金力学性能的主要手段。然而,目前对于这些关键元素影响Co基高温合金力学行为的微观机制和高温力学性能并不明确,特别是合金化影响塑性变形引起的滑移层错行为的机理不清晰。而这些微观形变行为很难通过实验进行表征。鉴于此,本文基于密度泛函理论,研究了关键γ’相的广义层错能随成分的变化关系,揭示了位错滑移与塑性变形之间的关系。另外,研究了合金中关键相的本征力学性能随温度的变化规律,以期为新型Co基高温合金的改性提供理论支撑。采用第一性原理方法,本论文系统计算了广义层错能、孪生形核能力参数、高温力学性能（弹性常数、多晶模量、韧/脆性判据值、理论硬度等）和热力学性质,研究了 Ni、W、Ta和Ti元素对γ’相层错行为和力学性能的影响。本文从以下几个方面展开研究:Ni和Al/W影响γ’析出相的滑移层错行为的研究（第三章）;Ta和Ti对γ’析出相的滑移层错行为的耦合作用（第四章）;合金掺杂改性γ’析出相本征力学性能（第五章）。本论文研究结果表明,γ’相的变形机制与其广义层错能以及层错能垒有着密切的联系,掺杂适量的Ni以及W可以提高合金的强度,削弱合金的孪生形核能力;Ta和Ti的添加会提高γ’-Co3（Al0.5W0.5）相的层错能,进而提高合金的强度。此外,强化相的变形机制还受到晶粒加载角度的影响,掺杂Ni含量的变化会改变γ’相中变形模式可激活的角度范围;W的添加不仅会影响变形模式激活的角度范围,还会改变可激活的种类。随着Ni和W元素含量的增加,伪孪晶被激活的角度范围不断减小。基于应力-应变能和准简谐德拜模型的研究结果表明,合金化Ni会提高合金γ’相的韧性;添加W元素可以使γ’相的硬度提高、降低韧性降低,但添加过量的W反而会降低γ’相的硬度;Ta和Ti元素的添加也可以在牺牲韧性的前提下提高γ’相的强度和硬度。此外,掺杂Ni还会提高γ’相的振动熵。