Ni基单晶高温合金由于其优异的高温性能，令它成为发动机叶片的主要材料。当它在高温服役时，其内部微观组织会发生如下变化:γ相的粗化与筏化;碳化物的退化;TCP相的析出与转变等。开展Ni基单晶高温合金时效过程微观组织演变的研究，是保证它能长期工作的可靠性评价手段。但是现阶段的研究中，仍然存在一些不足之处，例如:γ体积分数变化规律的解释;碳化物与TCP相的联系;不同类型TCP相之间的联系;位错的演变规律等问题都尚未清楚。针对上诉问题，本文利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等工具，研究了Ni基单晶高温合金的微观组织在时效过程中的演变，得到如下结论.　　(1)γ相的尺寸会先遵循着Ostwald熟化规律长大，其体积分数则按照该规律降低;当γ相尺寸增加到某一程度，较大的γ发生连接，会打破原有的粗化规律，当连接现象变得普遍后，γ的体积分数会变为上升。　　(2)Re-alloy热处理后的MC碳化物会在时效过程中退化成M6C和M23C6碳化物;950℃时效过程中，析出的μ相会吸收M6C碳化物的形成元素，加上Re元素占据M6C碳化物形成元素的位置，造成M6C碳化物退化成M23C6碳化物;1100℃时效过程中，上诉过程会由于P相吸收Re元素而受到抑制，所以时效3000 h后，仍有部分M6C碳化物的存在。　　(3)Re-alloy合金在950℃时效900h后，优先在M6C碳化物上或周围，在基体的{001}、{110}和{111}面上沿[220]方向和{110}面沿[111]方向析出长针状μ相;时效1600 h后，在{110}面沿[220]方向的μ相边缘会形成中间相Po相，进而转变为P相;时效2000h后，在{100}面沿[220]方向的μ相边缘会生成P相;1100℃时效500h后只观测到了P相的析出。Re-free由于没有M6C碳化物和Re元素，故无μ相和P相的析出。　　(4)错配应力会影响位错在时效过程中的运动方式，低错配度的Re-free中主要为失配位错的演变和位错攀移;高错配度Re-alloy中主要为失配位错的演化和螺位错的交滑移;螺位错的交滑移会约束失配位错的运动，进而形成[110]型位错网;该位错网会进一步转变为六角形位错网和[100]型位错网，该过程的驱动力来自于位错反应所带来的能量下降。