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本文通过对一种含Re/Ru镍基单晶合金进行不同工艺热处理，结合扫描电镜（SEM）组织观察和能谱仪（SEM/EDS）成分分析，研究热处理对合金中各元素偏析程度的影响。通过对合金进行蠕变性能测试，结合扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）组织形貌观察和分析，研究4.5%Re/3%Ru镍基单晶合金在高温蠕变期间的变形特征和断裂机制：研究结果表明，铸态合金中元素Cr、Re、W、Mo富集于枝晶干区域，而元素Al、Ta、Ru、Co富集于枝晶间区域；其中，Re为最大的负偏析元素，Ru、Al为最大的正偏析元素。随固溶温度提高及完全热处理后，各元素在枝晶干/间的偏析程度明显降低，合理的热处理工艺可提高合金中各元素的均匀化程度，改善合金的蠕变抗力。在1040℃~1115℃温度区间，含Re/Ru镍基单晶合金具有良好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命；测算出合金在1085℃~1115℃和1040℃~1070℃温度区间的稳态蠕变期间激活能分别为：Q=493.7kJ/mol和Q=504.7kJ/mol。高温蠕变初期，合金中相已沿垂直于应力轴方向形成筏状结构，合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移、攀移，并且剪切筏状相；合金在蠕变后期的变形机制是位错在基体滑移和剪切进入筏状相。蠕变期间，合金中筏状相之间的基体通道可析出大量细小立方相，随蠕变进行，细小相逐渐长大，可有效阻碍位错运动，提高合金的蠕变抗力；加之元素Ru的加入会降低合金的层错能，致使合金中在高温蠕变期间剪切进入相的位错分解，形成不全位错+APB的位错组态，抑制位错的交滑移，这是合金具有良好蠕变抗力的主要原因。