高温合金是航空发动机涡轮叶片的主要材料之一。目前商用的Ni基高温合金的工作温度已经接近其熔点,其承温能力难以继续提高。因此,开发新一代具有更高承温能力的高温合金是目前亟需解决的关键问题。2006年,Sato等人发现了 γ’相强化型Co-Al-W基高温合金,该类合金因具有高的熔点和优异的高温力学性能而被认为是更具潜力的高温合金。然而,Co-Al-W基高温合金存在γ’相稳定性较差和密度过高等缺陷,限制了该类合金的工业化应用。因此,稳定γ’相强化的低密度新型Co基高温合金的研发备受关注。近年来,本课题组相继在Co-V-Al和Co-V-Ti三元系中发现了稳定的γ’-Co3（V,Al）和γ’-Co3（V,Ti）相,同时,该类合金具有较低的密度及良好的高温力学性能,有发展为低密度γ’相强化型Co基高温合金的潜力。因此,本研究首先以Co-V-Al基高温合金作为研究对象,对Co-V-Al基高温合金开展了成分设计、组织控制及力学性能的研究。同时,本研究开展了合金化元素的添加对Co-V-Ti基高温合金的微观组织、γ’相固溶温度和力学性能的影响研究。本研究所取得的主要研究结果如下:（1）基于机器学习与实验相图相结合的方法,对Co-V-Al三元合金进行了成分设计,并制备出具有较高γ’相固溶温度（975℃）的Co-17V-2Al（at.%）合金。基于相图计算的方法对Co-（17-x）V-2Al-xTi系列合金进行了成分设计,并研究了 Ti含量对Co-V-Al-Ti合金的微观组织、γ’相固溶温度和力学性能的影响。研究结果表明,Ti元素的添加显著提高了 Co-V-Al-Ti合金的γ’相固溶温度和力学性能,且降低了合金的密度。其中Co-11V-2Al-6Ti（at.%）合金具有较高的γ’相固溶温度（1098℃）、较低的密度（8.11 g/cm3）以及良好的力学性能。（2）本研究开展了 Ni、Al和V元素含量对Co-Ni-V-Al-Ti五元合金的微观组织、γ’相固溶温度和γ/γ’两相成分区间影响的系列研究。研究结果表明,Ni元素的添加显著提高了 Co-Ni-V-Al-Ti合金的γ’相固溶温度,且扩大了合金的γ/γ’两相成分区间。此外,本研究制备了具有γ/γ’两相结构的Co-30Ni-3V-10Al-6Ti-2Ta（at.%）六元合金。该合金具有高的γ’相固溶温度（1234℃）、低的密度（8.15 g/cm3）以及优异的力学性能。（3）本研究开展了合金化元素Al、Mo、Nb或Ta对Co-10V-4Ti-2W（at.%）合金的微观组织、γ’相固溶温度和力学性能影响的系列研究。研究结果表明,Al、Mo、Nb以及Ta元素的添加均提高了 Co-10V-4Ti-2W（at.%）合金的γ’相固溶温度和室温硬度。其中,Co-10V-4Ti-2W-2Ta（at.%）合金具有较高的γ’相固溶温度（1131℃）、较低的密度（8.77 g/cm3）、较低的γ/γ’两相错配度（+0.33%）、较低的γ’相粗化速率（0.12×10-27m/s）以及优异的力学性能。