K444镍基高温合金是是制备燃气轮机叶片的材料。由于燃气轮机叶片工作环境苛刻，对其性能有很高的要求，通常要求其在中高温度范围内具有一定的强度，抗腐蚀性，以及持久性能等。这些性能的保证需要通过控制合金组织来实现。本文研究目的主要是分析叶片铸态组织凝固顺序与形成机理，对比并分析叶片不同部位处组织差异。探究镍基高温合金叶片铸态组织中存在的缺陷。进一步通过真空热处理来优化组织。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、XRD等手段，对铸态叶片不同部位处组织进行研究。分析表明叶片凝固时，组织以树枝晶方式生长。凝固后的叶片不同位置处组织存在着差异，二次枝晶间距随着壁厚的减少而减少。铸态组织中通常含有基体相，强化相，共晶相，碳化物相等。其中共晶相对于持久性能来说是有害的。而微观组织中强化相在组织中分布不均匀，造成了叶片的铸态组织出现枝晶偏析。由于铸态组织存在着一些缺陷，并且组织均匀性较差，需要进行真空热处理来优化合金组织。本文研究了不同的热处理工艺对组织性能的影响，结果表明真空热处理后组织得到明显的优化，铸态组织中的一些缺陷得到了消除和减轻。热处理主要由固溶处理、中间处理（1050℃，4.5h）以及时效处理（850℃，16h）构成。对比不同热处理工艺后组织得出，随着固溶温度的提高，固溶组织中强化相溶解的更加均匀，时效组织中强化相析出更加弥散、均匀。固溶处理最佳温度为1190℃。固溶时间也影响着合金组织的形貌，在1.5h-4.5h内，随着固溶时间的延长，固溶处理后组织越均匀。将不同热处理工艺后的试样进行性能测试，发现固溶处理温度提高使得合金室温强度得到提升，而固溶处理时间的延长对合金性能影响比较小。