GH4169镍基高温合金相比其它合金以出色的高温性能和相对成本较低的优点被广泛应用于我国的航空航天等工业领域,是国防民生科技发展不可或缺的材料之一,尤其是在航空发动机的涡轮盘等部件的制造中被大量使用。尽管我国研究发展它已经有几十年的历史了,但相比于国外同种材料的研究及使用情况表明,我国生产的GH4169合金在抗疲劳、耐高温和服役寿命方面还达不到世界领先水平,而制造过程引入的残余应力是影响其性能和使用寿命非常重要的因素之一。因此,系统研究GH4169合金内部残余应力的形成及演化机制,对于优化控制残余应力并提高材料的使役寿命具有重要意义。本文针对初始固溶态GH4169高温合金圆柱体试样,采用轮廓法实验分别测量了试样在经过淬火热处理和淬火加时效热处理后产生的残余应力,并与有限元模拟预测结果进行对比分析,验证了所提本构关系的正确性。本文基于轮廓法实验原理,采用电火花线切割机将两组试样对半分割,并使用全自动三坐标测量仪激光扫描试样切割截面因残余应力释放而发生变形后的轮廓,对轮廓数据进行平均处理和曲面拟合,并通过有限元计算将轮廓数据转化为应力数据,最终得到了GH4169试样在淬火后和淬火加时效后在切割截面上的残余正应力分布。在数值仿真方面,本文通过高温单轴拉伸实验标定了GH4169合金弹性模量、不同应变速率下的屈服强度和加工硬化随温度的变化关系,应用顺序热-力耦合本构模型模拟预测了试样在淬火过程中的温度变化和热应力的演化,并将残余应力的预测结果和轮廓法实验结果进行对比,验证了所采用的计算模型的正确性。对于淬火加时效热处理,本文基于一种考虑强化相析出的本构模型,发展了用户材料子程序来进行有限元模拟计算,研究了试样在时效热处理过程中残余应力的演化,并与轮廓法实验结果进行对比分析,验证了所应用的本构模型的正确性。