涡轮叶片是先进航空发动机和工业燃气轮机最重要的热端部件。虽其使用了先进的高温材料,设计有精密的冷却结构,因其服役环境恶劣,往往还是薄弱环节,易发生损伤与失效。服役后叶片的损伤程度评价和剩余寿命评估关系到发动机的安全服役。所以,服役后叶片损伤程度的精准评价显得尤为关键。故,本文开展了高压涡轮叶片损伤分析与关键影响因素研究,单晶合金仅温度、温度/应力耦合条件下的组织演化、性能退化的定量化评估研究。本文以长期服役25000h、50000h后地面燃机用单晶涡轮转子叶片为研究对象,利用失效分析相关技术,开展了单晶高压涡轮转子叶片的服役损伤评价,提出了叶片重量减轻、高度下降的评价方法,获得了叶片的外观损伤形式、组织劣化和硬度性能退化规律。结果表明:叶片存在重量减轻,高度下降损伤行为,外观损伤形式为掉块、变形、微裂纹等;显微组织损伤包括γ′相的粗化,拓扑密排（TCP）相析出等。组织劣化与硬度性能退化方面,γ′相尺寸增大与硬度下降保持正相关关系,体积分数减少与硬度性能下降保持正相关关系。为进一步明确单晶材料主要强化相γ’相的高温演化行为与硬度性能之间的定量关系,在实验室条件下,开展了仅温度作用下的热暴露试验,试验材料为高涡叶片榫头处取材的Rene-N5和DD5单晶高温合金。获得了材料氧化色变化规律,组织演化和硬度性能退化规律。结果显示,DD5合金氧化行为与N5相似,表面颜色由青黑色向紫黑色转变,表面氧化皮逐渐加重。组织演化方面,在850℃和980℃条件下,N5合金与DD5合金组织演化行为相似,主要为γ′相尺寸的增大,但N5合金的γ′相尺寸增速快于DD5合金。组织损伤参量与性能退化方面,在三种温度下,N5和DD5合金,合金的硬度变化与γ’相尺寸、γ’相体积百分数演化之间的关系不同。在无应力热暴露条件下,显微硬度表征材料的组织损伤有一定局限性,在某些组织损伤状态下,硬度参量不适用。为探究单晶合金温度/载荷共同作用下的损伤规律,运用高温蠕变中断试验方法,实现材料温度/应力的同时加载。结果表明,随着蠕变量（时间）的增加,表观氧化色,由铜绿色向灰黑色转变。组织演化方面:随着蠕变量（时间）的增加,γ’相粒子垂直于载荷方向（横向）连接筏化,呈现扁平化发展,自身宽度先减小后增加,γ’相间距持续增加。组织损伤参量与性能退化方面:随着蠕变量的增加,材料显微硬度逐渐下降,剩余高温持久寿命下降,γ’相间距增加与显微硬度下降、剩余高温持久寿命下降保持较好的正相关关系。因此,在温度/应力耦合应力条件下,γ’相的间距可作为组织损伤评价和组织-性能定量关系研究的组织参量。