镍基高温合金具有良好的综合力学性能、抗氧化性和组织稳定性,被广泛应用于制备航空发动机的热端部件,其主要强化方式是固溶强化、γ’相强化及碳化物强化。高合金化是提高合金固溶强化水平的主要方法之一,而金属W是一种能明显提升合金承温能力且低价的合金元素。W含量的控制对于高W合金化镍基高温合金极为重要,同时元素Hf对镍基高温合金的组织转变与性能提升起着重要作用,而W、Hf含量变化对于高W合金化镍基合金组织、性能的影响尚未明确。本文采用OM、SEM、XRD、EPMA、DTA、TEM、EBSD等分析方法研究了 W（14%-18%）和Hf（0.5%-1.5%）对高W镍基高温合金凝固组织及偏析行为的影响;基于组织形貌、析出相和应力分布,研究了 W、Hf含量对合金室温拉伸和高温持久两种力学性能及其变形和断裂机制的影响。论文的主要结论如下:W和Hf都可增加合金中共晶组织数量和尺寸,但机制不同。W通过强化凝固过程中不同取向枝晶汇聚生长作用,增加液相中Al、Ti等元素的浓度梯度,从而促进共晶转变;Hf通过提高液相中Hf的浓度梯度促进共晶组织析出。W含量增加能明显降低合金晶粒尺寸。W增加到16%时,合金中开始析出高熔点α-W相,该相充当了合金在凝固期间的异质形核质点,从而促进合金晶粒尺寸减小。16%W含量合金具有最优的室温拉伸性能。合金的室温拉伸的主要变形机制是位错在基体中滑移,并以Orowan机制越过γ’相,其中部分切入γ’相的位错可发生分解产生反相畴界,MC碳化物为主要裂纹源,主要断裂方式为穿晶断裂。16%W的固溶强化和晶粒细化较14%W合金强,W含量进一步提高时析出的α-W相会降低固溶强化作用,这是18%W合金室温拉伸性能降低的主要原因;Hf含量对合金的室温拉伸性能无明显影响。0.5%Hf-16%W合金具有最长的高温持久寿命。合金在1000℃/160 MPa条件下的主要持久变形机制为位错在基体中滑移及攀移越过γ’相,晶界处的MC相、共晶组织和α-W相为主要裂纹源,断裂方式主要为沿晶断裂。14%W合金的晶粒尺寸较大,横向晶界较多,合金持久寿命降低;18%W合金中α-W相数量大,合金持久寿命降低;Hf含量增加,晶界附近的共晶组织数量增加,合金持久寿命降低。