采用Nv和Md法对不同W含量镍基合金进行优化成分设计及TCP相的析出倾向预测;通过合金制备、合金的热处理、X射线衍射分析,研究了元素W含量对合金TCP相析出倾向及晶格常数和错配度的影响;通过不同W含量单晶合金的制备、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了元素W含量对镍基单晶合金组织稳定性及蠕变性能的影响。结论表明:当合金中Mo、W、Ta、Al等元素加入量与总加入量的比值大于60%,有TCP相析出;确定出:采用Md和Nv法进行高W镍基合金成分设计时的Md＞0.98、Nv＞2.10有TCP相析出。经1040℃时效50h后,合金中的TCP相沿{111}晶面呈片状析出,在不同晶面多组针状TCP相可相互垂直、或互成60°角排列,并确定出析出的TCP相为μ相。随W含量增加,合金中γ′、γ两相的晶格常数增加,晶格错配度由负值转变为正值;经完全热处理后,合金中γ′、γ两相具有较小的晶格错配度,经高温拉伸蠕变后,其γ基体相的晶格常数增大,使其错配度的绝对值增加。铸态合金中元素的偏析特征是:元素Al、Ta、W富集于枝晶干,元素Mo、Cr、Co等富集于枝晶间,经1325℃高温固溶处理可明显降低元素在合金中的偏析程度。合金中的组织缺陷可明显降低合金的蠕变寿命;提高固溶温度及元素W含量,以提高元素的均匀化程度和固溶强化效果,因此,可有效提高合金蠕变性能。在高温蠕变期间,单晶合金表现出较强的应力和温度敏感性;在实验的温度和应力范围内,计算出合金在稳态期间的蠕变激活能和应力指数分别为Q=426.96kJ/mol和n=4.38。