本文采用Md法和Nv法设计了2种不同Re含量的单晶镍基合金,并对合金中析出TCP相的倾向进行了预测和验证。通过对制备的单晶合金进行热处理、蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究了热处理、TCP相对单晶合金蠕变行为的影响。结果表明,确定出Md和Nv方法预测含Re镍基合金中有TCP相析出的临界值分别为：Md>0.987和Nv>2.25；其中4.5%Re合金在高温时效期间,有TCP相沿{111}<110>取向呈片状析出,随时效时间延长,TCP相可转变成球状形态。4.2%Re合金经1320℃高温固溶处理,可大幅度降低合金中枝晶间/臂区域的成分偏析,经高温固溶冷却后,合金中的γ’相呈现组合蝶形形态,经1100℃时效后,尺寸约为0.45μm的立方γ’相以共格方式嵌镶在γ基体中,随时效温度提高,γ’相已过分长大。与4.2%Re合金相比,4.5%Re合金在中温高应力蠕变期间无TCP相析出,具有较好的蠕变抗力,其变形机制是位错剪切γ’相,其中,切入γ’相内的<110>超位错发生分解,形成(1/3)<112>超肖克莱不全位错加层错的位错组态,可抑制位错的交滑移,是使合金具有较好蠕变抗力和较长蠕变寿命的原因。在高温蠕变期间,4.5%Re合金中有TCP相析出,由于TCP相发生球化转变,仅较小幅度降低合金的蠕变寿命。与4.5%Re合金相比,4.2%Re合金在高温低应力下有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命,主要原因是,蠕变期间形成具有较高强度的筏状γ’相与应力轴方向垂直,可有效阻碍位错运动。4.2%Re合金在高温低应力蠕变期间,在最大切应力作用下,迹线方为[0 11]和[011]的超位错切入筏状γ’相,其中,主次滑移系交替开动,使筏状γ’相扭折,位错剪切γ’相的数量增加,直至发生蠕变断裂,是合金在蠕变后期的主要变形机制