Ni-Si共晶合金以其优异的耐腐蚀性、耐磨损性和高强度等性能广泛用于制造高性能航空、航天、舰船和坦克发动机及其它动力装置的盘件、叶片等热端关键部件。定向凝固制备的Ni-Si共晶自生复合材料内部一次枝晶间距减小,组织细化,断裂韧性增加,然而在凝固过程中由于过冷度的关系使得合金内部产生亚稳相Ni₃₁Si₁₂,使得材料的塑韧性下降。本文旨在研究热处理工艺对亚稳相的转化机理以及对合金整体性能的影响。本文采用真空自耗电极电弧熔炼母合金,分别使用改进后的Bridgman和高温度梯度的电子束悬浮区域熔炼两种定向凝固技术得到不同凝固速率下的Ni-Si共晶复合材料,采用不同的热处理工艺,使用金相显微镜分析了热处理前后的亚稳相变化,阐明了亚稳相Ni₃₁Si₁₂的形成原因及热处理工艺对其的影响机理,测试了不同热处理工艺下的显微硬度,并对其腐蚀性能进行了对比研究,最终确定了亚稳相转化效果最佳的热处理工艺参数。研究发现,随着凝固速率的提高,过冷度越大,凝固过程中的相变偏离平衡凝固,产生的亚稳相越多,对于处在相对稳定状态下的亚稳相可以通过改变外部条件使其转化成稳定相。由于本文所选取的Bridgman定向凝固速率高于电子束区熔定向凝固速率,冷却速率大,过冷度较大,因此,Bridgman定向凝固后的Ni-Si共晶自生复合材料中亚稳相的数量多于电子束区熔定向凝固后的Ni-Si共晶。对于Bridgman定向凝固后的Ni-Si共晶自生复合材料所得到最佳的亚稳相转化的热处理工艺参数为1050℃退火+4h保温。对于电子束区熔定向凝固后的Ni-Si共晶自生复合材料,经过950℃退火,2h保温后的亚稳相消除效果最佳。对经过不同热处理工艺后的Bridgman定向凝固共晶合金进行耐腐蚀性能测试,试样表面会生成非晶态的SiO₂钝化膜,耐腐蚀性良好。经过1000℃退火,保温4h后的共晶合金具有较高的开路电位值,较正的自腐蚀电位,较小的自腐蚀电流密度和较大的容抗弧半径,该热处理工艺参数下的共晶合金耐腐蚀性能最好。