镍基高温合金因具有优异的室温/高温力学性能以及良好的抗氧化和抗腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、机械制造、能源化工和核工程等领域。镍基高温合金的性能很大程度上取决于γ′+γ两相微观结构,而γ基体中析出的具有L12型有序结构的γ′相是主要强化相。γ′析出相是结构稳定相,在合金长期时效或服役过程中不可避免的会发生粗化现象。而γ′相的体积分数,形态和尺寸分布对高温合金的性能起着至关重要的作用。本文选取Ni-7.8wt.%Al二元镍基单晶高温合金作为模型合金,研究了模型合金中γ′析出相在不同等温时效（700、800和900°C）过程中的粗化行为。在等温时效过程中,时效温度对γ′析出相形貌和粗化行为影响显著。在700°C时效时,γ′析出相的尺寸和形貌都比较稳定。在800°C及900°C进行时效时,γ′析出相的分布会呈现出长程无序、短程有序的现象。随着时效温度和时间的增加,γ′析出相的形貌会逐渐由立方状向长条状发展,且γ′析出相的平均尺寸和γ通道宽度不断增大。γ′析出相的粗化过程可分为两个阶段:粗化早期和粗化后期。在粗化早期,γ′析出相的粗化行为符合LSEM模型（立方速率定律）;而在粗化后期,γ′析出相的粗化行为符合TIDC模型（平方速率定律）。以上述研究为基础,通过热处理工艺得到了具有不同γ′+γ两相微观结构的合金（γ通道宽度和γ′相尺寸不同）,研究了合金的结构依赖氧化行为。在合金650°C等温氧化的初始阶段,氧化行为主要取决于γ通道中氧化物的生长方式。宽γ通道中的Ni和O会优先进行扩散,形成向外凸出的NiO区域。随后在NiO区域下方形成的Ni-Al尖晶石会提供大量短路通道,进一步加速O的向内扩散和Ni的向外扩散。反之,细长的γ通道则有利于在合金表面形成连续的保护性Al2O3层,进而形成相对均匀的NiO层和规则的Ni-Al尖晶石结构。在等温氧化后期,γ通道内的Ni-Al尖晶石结构对氧化的影响减弱,氧化行为主要取决于内氧化区中氧化物的结构。小尺寸γ′相限制了其内部Al2O3的生长,而在大尺寸γ′相中,高密度的细长的Al2O3之间形成了连续的内氧化物网络,极大地促进了元素沿着氧化物/金属界面的扩散。因此,具有宽γ通道和大尺寸γ′相的合金表现出较差的氧化性能。