作为燃气轮机热端核心部件,涡轮盘需要在高温、高压、高转速的环境下长时服役,涡轮盘材料的热稳定性是燃气轮机安全使用的重要条件。GH4742合金是一种沉淀强化型Ni基变形高温合金,具有优异的综合力学性能和耐热腐蚀性能,目前已实现GH4742合金800 mm涡轮盘模锻成型,用于船用燃机一级涡轮盘。由于涡轮盘尺寸较大,不同位置组织存在显著差异,而在长时服役过程中涡轮盘的力学性能与组织演化密切相关。因此,本文研究了 GH4742大型涡轮盘在标准热处理后的不同部位的微观组织和力学性能特点,以及长期时效过程中的组织演变行为,拟揭示组织演变对合金力学性能的影响规律,为G4742合金大型涡轮盘实际服役过程中的安全应用提供理论依据及数据支撑。根据涡轮盘的结构特点,将涡轮盘划分为1、2、3、4区,分别对应轮毂内侧、轮毂靠近幅板的位置、幅板中部、幅板靠近轮缘的部位。研究了标准热处理后涡轮盘不同部位的微观组织的差异。结果表明,标准热处理后涡轮盘1～4区均为等轴晶,且1区和2区晶粒尺寸较大,3区及4区中∑3孪晶比例较高,涡轮盘中无明显织构。GH4742合金涡轮盘的主要析出相为γ’相、MC和M23C6碳化物。由于固溶冷却过程中的多次形核,γ’相呈多模态分布,且受加工历史及冷却速率的影响,涡轮盘不同部位γ’相的形貌及尺寸存在差异:一次γ’相在1区及2区中的形貌以大花状和方状为主,在3区及4区中的形貌则以方状为主;二次γ’相呈小花状形貌,且在3区和4区中尺寸更小更均匀;三次球状γ’相在涡轮盘不同部位无明显差异。涡轮盘不同部位的MC碳化物形貌及分布无明显差异,而M23C6碳化物在1区和2区中晶界上分布的数量更多。研究了 650℃及700℃长期时效对涡轮盘不同部位微观组织的影响。结果表明一次γ’相具有良好的热稳定性;由于三次γ’相的补充析出,基体过饱和度降低,在毛细作用下二次γ’相的形貌由花状向圆方状转变,转变速度与时效温度呈正相关、与二次γ’相尺寸呈负相关;三次γ’相发生粗化,粗化规律符合LSW理论;晶界M23C6碳化物发生粗化,生长为连续或半连续膜状。研究了 650℃及700℃长期时效对涡轮盘力学性能的影响。结果表明,时效温度及时间对涡轮盘的室温屈服强度影响较小,而对涡轮盘的持久性能影响较大。长期时效过程中,涡轮盘不同部位的持久寿命整体呈现先增加后降低的变化趋势,时效早期阶段,涡轮盘屈服强度及持久寿命的增加与三次γ’相的补充析出有关。时效后期,涡轮盘持久寿命的降低则与三次γ’相的粗化和二次γ’相的形貌变化有关。650℃时效10000h后,1区、2区及4区合金的持久寿命显著高于标准热处理态,3区的持久寿命较标准热处理态略有降低,GH4742涡轮盘满足在650℃长时服役的性能要求;700℃长期时效10000h后,1区～4区合金的持久寿命较标准热处理态显著降低。长期时效过程中,晶界M23C6碳化物的粗化主要影响合金的断裂模式,M23C6碳化物粗化导致晶界脆化和晶内强度的降低,因而随着时效温度及时效时间的增加,持久断口的断裂模式由沿晶断裂转变为混合断裂。