镍基单晶高温合金基于它良好的高温强度、抗蠕变性和抗氧化能力而成为航空发动机涡轮叶片的首选材料。在涡轮叶片上设计大量的气膜孔可以有效提高叶片冷却效率,从而降低叶片壁面温度,但气膜孔的存在又会对涡轮叶片的疲劳强度和使用寿命造成一定的影响。因此,针对气膜孔对镍基单晶合金蠕变性能以及气膜冷却特性的影响的研究具有十分重要的意义。本文以镍基单晶高温合金DD6为研究对象。首先以纳米尺度作为单位,通过有限元分析技术分别研究了拉/压蠕变条件下立方γ’相的微观演化过程;然后通过高温拉伸蠕变试验对带气膜孔和不带气膜孔平板试样断裂后的微观组织和断口形貌进行了对比分析,探讨了气膜孔对平板试样蠕变特性的影响;最后以激光加工气膜孔过程中产生的边倒圆型孔为对象,对不同吹风比下边倒圆型孔气膜冷却特性进行了研究分析。有限元分析表明,[001]取向单晶晶胞在高温拉/压蠕变期间,在晶面主应力分量的作用下,立方γ’相不同晶面会发生晶格收缩或扩张。晶格的变化会对Al、Ti等原子产生排斥或吸附作用,并促使γ’相沿晶格扩张法线方向定向生长,最终形成N-型或P-型定向粗化。高温拉伸蠕变试验表明,气膜孔对单晶合金DD6平板试样的蠕变性能有显著的影响。气膜孔的添加不仅改变了平板试样的断裂方式,使得它由微孔聚集型断裂变为掺混了类解理和韧窝断裂特征的混合型断裂,同时它还对平板试样蠕变持久性能产生了影响。气膜孔的存在导致孔周处于应力集中状态,孔边区域中位错大量增殖并切入γ’相,DD6合金的蠕变寿命从94h减少为57h。添加气膜孔导致孔周区域的γ’相筏化类型发生改变,γ’相筏化方向与拉伸应力轴成65°,不再发生N-型筏化。气膜冷却效率研究表明,相同吹风比下,边倒圆型气膜孔的气膜冷却效率相比于圆柱型气膜孔有很大的提升。通过研究吹风比对边倒圆型孔气膜冷却效率的影响发现,不同吹风比下,边倒圆型孔的气膜冷却效率表现形式不同:吹风比从0.3变为0.48过程中,孔下游横向和展向气膜冷却效率均得到显著提升;当吹风比由0.48变为0.8过程中,在0