镍基高温合金因其具有优良的综合性能而广泛应用于航空航天、核电火电等领域。随着科技发展的需求,高温合金的服役条件日益严苛,需要承受更高的温度和应力,这就要求高温合金保持较高的组织性能稳定性。为此,本文针对镍基高温合金的组织稳定性,系统研究了典型高温合金中不同特征γ‘相、晶界及晶内析出相在温度/应力互作用条件下的演变规律。为镍基高温合金的工程应用提供实验和理论依据。系统研究了 617B合金650℃-750℃长达12000h等温长期时效过程中组织性能演变规律,揭示了组织与力学性能之间的关联性。γ‘相是影响合金强度的主要因素,超服役温度等温时效强度的下降是由γ’相的粗化所致。塑性下降和晶界碳化物明显粗化是导致时效后冲击性能下降的两个原因。构建了近服役工况下元素在主要析出相和表面氧化物之间元素互扩散及再分配规律。进一步研究了不同温度/应力互作用下γ’相和晶界碳化物的演变规律,揭示了温度/应力互作用对617B合金组织稳定性的影响。认为应力和温度在服役条件下对组织稳定性的贡献程度不同,提出了存在一个温度和应力都起主导作用的敏感温度,617B合金的敏感温度约为725℃。对比分析617B和740H合金,表明后者γ‘相有更优的稳定性,推断740H合金的敏感温度应高于750℃。同时对GH4975合金高含量八重立方状和不规则块状γ’相725℃时效过程的组织稳定性进行了分析,相比617B和740H合金,GH4975合金有更高的γ’相稳定性。由此推测GH4975合金具有更高的温度和应力都起主导作用的敏感温度。获得了长针状η相构成的网篮状组织,探讨了这类组织的稳定性,表明这种网篮状组织800℃/500 h可保持良好的稳定性。同时重点关注了高C高碳化物形成元素难变形高温合金中的一次碳化物的稳定性。揭示了高C高碳化物形成元素镍基高温合金中的一次碳化物在高温扩散热处理过程中发生变化并显著改善热变形行为的本质。GH4975合金经1180℃/50h高温扩散热处理后一次碳化物形貌圆润化并形成过渡界面,与基体的弹性模量差明显降低,使协调变形能力提高进而降低了由一次碳化物引起的热变形开裂倾向性。提出对于高合金化难变形高温合金,可通过适当高温热处理以改善一次碳化物的协调变形能力来提高难变形合金热加工性的可行性。综上,本文通过对γ’相、晶内和晶界碳化物等组织在不同条件下的演变规律研究,获得了温度、温度/应力互作用对镍基高温合金组织稳定性的影响规律,为高温合金的工程应用提供实验和理论依据。