随着航空发动机高推重比和轻量化的发展趋势,发动机高温合金叶片的冷却通道日趋复杂,叶片厚度呈现减小趋势。当叶片壁厚减小时,其力学性能会发生变化,由此产生薄壁效应。薄壁效应可分为两种:一种是通过机械加工等方法改变厚度,工件厚度减小出现的纯薄截面尺寸效应;另一种是工件壁厚减小时,其显微组织、表面状态等综合因素变化引起的薄截面尺寸复合效应。多晶高温合金作为航空发动机的主体材料之一,其薄壁效应的研究具有重要的理论意义和工程价值。目前高温合金主要围绕定向凝固工艺出现的薄壁效应开展了研究,然而有关晶粒尺寸对多晶高温合金薄壁效应的影响规律鲜有报道。本论文以K418B合金为研究对象,通过改变浇注温度制备出具有不同晶粒尺寸的中空管状试样和板状试样,随后对部分中空管状试样及全部板状试样进行了热等静压,研究了不同晶粒尺寸的K418B合金中空管状试样、热等静压中空管状试样和热等静压板状试样的薄壁效应,主要结论如下:（1）K418B合金中空管状试样的平均晶粒尺寸分别为640μm、3080μm和5500μm时,当试样壁厚由2.6 mm减小到1.0 mm,试样的抗拉强度分别降低了28.2%、5.2%和2.6%,延伸率分别降低了 64.8%、25.0%和16.8%。中空管状试样晶粒尺寸减小,试样横截面疏松面积比和疏松尺寸逐渐增大,薄壁中空管状试样缺陷敏感性增强,薄壁效应加剧。（2）对于采用热等静压消除疏松的K418B合金中空管状试样,当其晶粒尺寸在106μm～1874μm之间,壁厚由2.6 mm减小到1.0 mm时,抗拉强度降低了0.1%～9.3%,延伸率降低高达44.4%～73.3%,均出现了显著的薄壁效应。随中空管状试样晶粒尺寸由106μm增大至1874 μm,抗拉强度降幅较小且存在一定的波动,延伸率的降幅由44.4%逐渐增长至73.3%,薄壁效应加剧。（3）晶粒尺寸在106μm～1874 μm之间的K418B合金中空管状试样热等静压后均出现薄壁效应的主要原因是由于试样壁厚的减小,中空管状试样横截面晶粒数目减少,在晶界及碳化物处产生高的应力集中,高的应力集中、易碎裂的碳化物及更短的裂纹扩展路径增强了薄壁中空管状试样脆性断裂的趋势。中空管状试样晶粒尺寸增大,晶粒间的变形协调性变差,晶界及碳化物的应力集中程度进一步增强,中空管状试样的薄壁效应加剧。（4）热等静压消除疏松等缺陷的K418B合金板状试样的晶粒尺寸分别为126μm、339μm和1038μm时,当试样的壁厚由3.0 mm减小到1.0 mm,由于应力集中及板状试样内部晶界变少,对位错运动的阻碍作用减弱,薄壁板状试样出现了薄壁效应,抗拉强度分别降低了 2.0%、5.3%和12.2%,延伸率分别降低了 13.1%、19.8%和62.1%。晶粒尺寸增大时,薄壁板状试样的应力集中增强,且碳化物呈大尺寸杆状和块状,更容易成为裂纹源,薄壁效应加剧。（5）对于通过精密铸造成型结合热等静压消除疏松等铸造缺陷的K418B合金3.0 mm和1.0 mm厚板状试样,当浇注温度较低为1360℃时,随精铸板状试样壁厚的减小,晶粒及碳化物的细化改善了纯壁厚减薄对拉伸性能造成的不利影响,薄壁板状试样的抗拉强度和延伸率分别提高了 2.9%和1.7%;当浇注温度较高为1500℃时,精铸板状试样晶粒及碳化物相对粗大,晶粒尺寸对薄壁效应的影响减弱,壁厚对性能的影响起主导作用,薄壁板状试样壁厚由3.0 mm减小到1.0 mm时,抗拉强度增高了 1.6%,而其延伸率降低了 27.6%。