通过真空定向凝固技术制备出V含量分别为0.3%、0.6%和0.9%的DZ125柱状晶高温合金,并对其进行组织观察、相组成分析、蠕变性能测试及长时效处理,深入研究了元素V对DZ125合金组织及性能的影响。使用扫描电子显微镜观察不同V含量的铸态和热处理态合金的碳化物、γ’相、γ相和γ+γ’共晶相微观形貌,结果表明,随着合金中V含量的增加,合金中碳化物的形貌由片状先转变为颗粒状,而后再转变为针状。合金中γ’相、γ相和γ+γ’共晶相形貌几乎不变,但能谱分析表明,它们中V含量亦随合金中V含量增加而增加。采用电解法萃取合金中的γ’相,并对不同V含量铸态及热处理态合金及其γ’相进行XRD衍射分析,结果表明,合金中基体γ相主要为元素Ni、Ta、Hf、Cr、Co、W、Mo、Ti、Al组成的固溶体,γ’相主要为Ni₃[Al,Ti],碳化物主要是MC型碳化物。测定出合金中γ相及γ’相的晶格常数,并计算γ/γ’晶格错配度,随合金中V含量的增加,合金中γ相及γ’相的晶格常数均先减小后增大,γ/γ’两相晶格错配度也先减少后增大。热处理后对不同V含量的DZ125合金进行高温蠕变性能测试表明,随着V含量的增加,合金蠕变寿命先增加后略降低,蠕变激活能及表观应力指数也先增加后略降低。当合金中V含量较低时,位错主要以攀移绕过机制通过γ’相,而V含量较高时,位错在基体中滑移及位错切入第二相。对不同V含量的DZ125合金进行3000h长时效,随着V含量的增加,MC型碳化物分解成M₂₃C₆型碳化物的速率逐渐加快,块状碳化物由边缘开始分解,针状碳化物断裂分解,γ’相长大速率先逐渐加快而后大幅下降,TCP相出现时间逐渐提前,数量逐渐增加,随后逐渐回溶。进行蠕变性能测试,随着时效时间的增加,当V含量较少时,1000h后蠕变寿命开始降低,到2000h下降了约三分之一,当V含量较多时,2000h后蠕变寿命开始降低,到3000h下降了约三分之一,当V含量过多时,蠕变寿命下降非常缓慢。高温蠕变期间,热处理态的合金中γ+γ’共晶相是裂纹的主要发源地,经过长时效后,裂纹会先选择在M₂₃C₆型碳化物上萌生,沿晶界扩展长大至断裂,其次才选择在γ+γ’共晶相处萌生,沿较大尺寸的共晶薄弱处及碎裂的细小碳化物或晶界扩展长大,直至发生断裂。高温蠕变断裂后,断口的微观形貌与材料的伸长率相对应,韧窝的尺寸越大,数量越多,则滑移迹线越少,材料的塑性就越好。