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通过对GH4169G合金进行工艺热处理、蠕变性能测试及组织形貌观察，研究了热处理对合金组织结构与蠕变性能的影响，并讨论了合金中相的转变机理，及热处理工艺对合金蠕变与断裂机制的影响。结果表明，GH4169G合金的组织结构由γ、γ′、圆盘状γ"相和δ相组成，且各相之间保持共格界面；经直接时效处理，合金可获粒状δ相；经标准热处理和长期时效处理，合金中有大量的针状δ相沿晶界析出，其中，晶界区域富含元素Cr、Fe，且(220)δ与(200)γ保持共格界面，是δ相保持针状形态的主要原因。时效期间，合金中的γ"相可依附于γ′相形核、析出及长大，由L12结构的γ′-Ni3Al相转变成DO22结构的γ″-Ni3Nb相。随时效时间延长，γ″相逐渐长大成单胞聚集体及Nb原子的扩散置入，在DO22结构的γ″相中形成新的单胞，并发生定向切变及有序化，可使γ″相转变成具有DOa正交结构的δ-Ni3Nb相。在试验的温度和应力范围内，计算出直接时效、标准热处理、高温固溶和长期时效态合金的蠕变激活能分别为Q1=588.0kJ/mol、Q2=546.8kJ/mol、Q3=480.6kJ mol和Q4=404.3kJ/mol，而ITA-DA-GH4169G合金具有较高的蠕变抗力。合金在蠕变期间的变形机制是位错滑移和孪晶变形，鉴别出孪晶面均为{111}；其中，微量P、B促使沿晶界析出粒状碳化物，抑制晶界滑移，是使合金具有较好蠕变抗力的主要原因。随蠕变进行，合金发生迹线的单取向滑移至晶界受阻，引起应力集中，可促使裂纹在与应力轴垂直的晶界处萌生及扩展，直至发生合金蠕变的沿晶断裂。与无P、B合金相比，GH4169G合金蠕变断裂的断口呈现非光滑表面，由于添加的P、B可提高合金晶界的结合强度，抑制晶界滑移，是改善合金蠕变抗力、致使蠕变断口呈现非光滑表面的主要原因。