DZ40M合金是一种定向凝固钴基高温合金,适用于工作温度在1050 oC以下的导向叶片。本文研究了DZ40M合金的再结晶组织,及其对合金力学性能的影响。内容主要包括:DZ40M的再结晶行为研究、再结晶对合金高温拉伸性能的影响、再结晶对持久性能的影响以及再结晶样品的热疲劳行为。经过布氏硬度计1500 kg载荷压痕变形之后的DZ40M合金,在1040 oC/90 min热处理时,首先在枝晶轴出现再结晶晶粒。1150 oC以后,压痕底部的再结晶开始随着退火温度的增加不断长大。二次析出的M23C6伴随着晶粒的长大而在晶界处溶解,其中尺寸较大的阻碍晶粒长大。压痕变形区域在1200 oC时完全再结晶。退火温度较低时,由于晶粒长大的驱动力不足,受阻碍的大角度晶界以生成孪晶的方式生长;再结晶晶粒中的孪晶数量随温度升高而逐渐减少。M7C3在1280oC时溶解速度加快,并在冷却过程中沿再结晶晶界重新析出。在1040 oC至1280 oC的试验范围内,最大再结晶深度与压痕载荷以及退火温度成正比。再结晶对DZ40M合金高温拉伸强度影响较小,对于1250 oC退火后的拉伸试样,在900 oC时,随着再结晶深度增加,样品的延伸率下降。实验中含有再结晶的试样均未在再结晶位置发生断裂,而且都发生不均匀变形。除断口以外,在合金基体出现了第二个颈缩位置,再结晶区域变形较小。在高温拉伸过程中,再结晶内部和晶界上析出M23C6型碳化物,抑制晶粒变形和晶界滑移,再结晶区域难以协调变形。在750 oC /330MPa、900 oC /130MPa和980 oC /83MPa的持久实验中,经过1280 oC退火的样品容易在再结晶区域发生断裂,寿命明显低于具有相同退火组织而无再结晶的持久试样。退火处理的温度越低,再结晶晶粒之间的结合力越大。在650 oC /460MPa条件下,合金内部的碳化物优先开裂,1280 oC退火后在晶界上出现的条带状M7C3不仅容易萌生裂纹,也有利于裂纹扩展。在900oC/130MPa时,再结晶区域与基体的界面开裂严重。当裂纹的扩展方向与应力轴方向平行或者角度很小的时候,裂纹尖端应力值降低,扩展受阻,再结晶晶界上的初生碳化物和二次析出的M23C6抑制裂纹的长大。最高循环温度为1000 oC时,对于“V”型缺口平行和垂直于定向凝固方向的热疲劳样品,再结晶对它们性能的影响不同,在相同循环周次下,前者裂纹长度高于后者。缺口平行于凝固方向的纵向样品,裂纹容易沿枝晶间规则排列的初生碳化物扩展,再结晶对其性能影响不明显。在横向样品中,再结晶晶界容易开裂,裂纹尖端的晶界发生氧化,应力辅助作用下的晶界氧脆是样品的主要失效机制。