本文通过快速凝固法制备具有单晶组织结构的铸件，其中包括优化模壳制备工艺过程，探索更为合理的模壳用料配比以及单晶铸件的制备。以此为基础，研究温度梯度在定向凝固过程中的作用及影响，包括温度梯度的测量方法、温度梯度的实验分析等;同时，研究抽拉速度对镍基高温合金CMSX-6单晶组织的影响，包括抽拉速度对单晶叶片的宏观组织、微观组织、枝晶干区域γ相的尺寸大小以及数量三个方面的影响进行了分析，探讨固液界面生长速度与抽拉速度之间的关系以及两者对组织结构特征产生的影响;另外，研究熔体过热处理对镍基高温合金CMSX-6单晶组织的影响，包括熔体的过热时间对晶粒组织、枝晶间距和枝晶间γ相的影响以及熔体过热温度对单晶组织的影响。　　研究结果表明，熔体浇铸之前模壳从上往下的温度分布并不与保温加热器上下炉体设定的温度完全一致，离激冷板处只有10mm处模壳内部温度较低，其他位置的温度相差不大，且接近保温加热器上下炉体设定温度。在凝固过程中，离激冷板处只有10mm时，温度梯度较大，晶粒的生长界面不稳定，存在多个晶粒竞相生长现象，离激冷板处40mm处为螺旋选晶器的位置，晶粒个数仅剩一个，出现γ相与γ基体共格现象，温度梯度有所提高。而后，合金固液界面的温度梯度不断降低，晶粒组织较为粗大，并出现枝晶分叉现象。　　抽拉速度设定为1mm/min时，柱状晶组织很不明显，缺陷较为严重，出现断晶现象。抽拉速率为2.5 mm/min和4mm/min时，定向柱晶平行于应力轴，且晶粒大小均一、横向的晶粒宽度适中、纵向排列整齐;抽拉速率为5.5mm/min时，柱状晶组织粗大，生长方向偏离主应力轴，出现较大的杂晶缺陷。另外，化合物γ-Ni3Al通过过饱和固溶体冷却而沉淀析出，并随着抽拉速度的不断增大，γ相的尺寸逐渐变小数量增多。　　过热温度保持1620℃时，过热时间为25min时，合金的枝晶间距较大，γ相虽较规整，但粗大;过热时间为50min时，合金的枝晶间距较小，显微组织更细，γ相交得更规整且细小;过热时间为75min时，合金的枝晶组织重新粗化，显微组织的枝晶间距变大，γ相又变的粗大且形状很不规则。当熔体过热时间保持50min时，过热温度为1450℃时，合金的枝晶间距较大;过热温度为1620℃时，合金的枝晶间距小，显微组织更细;当过热温度为1740℃时，合金的枝晶间距再次变大，　　熔体过热温度越高或在某一熔体温度过热时间越长，对镍基单晶合金CMSX-6的晶粒组织、枝晶间距、枝晶间γ相不一定越好，需要一个适宜的过热温度和过热时间协调的配合，才能获得更为理想的镍基单晶组织。