GH4706合金是一种Fe-Ni基变形高温合金,具有低偏析、可锻及低成本的优点,适合于制备大型涡轮盘锻件。超大型GH4706合金涡轮盘锻件为当代F级重型工业燃气轮机的关键热端部件,为当今世界上尺寸最大的变形高温合金涡轮盘锻件,直径超过2000mm、重量超过5t。在国内现有冶炼、开坯与锻造设备的基础上,超大型GH4706合金涡轮盘锻件国产化的每一个环节均面临着设备能力的极限挑战。为了解决其载荷精确预测、组织控制与由尺寸扩大化引起的力学性能衰减问题,本文重点研究了GH4706合金的热变形行为、显微组织演化规律、及微量元素P、B与热处理工艺参数优化,为合金锻造成型及组织性能控制提供理论依据。研究表明,GH4706合金的真应力-真应变曲线呈现出流变软化特征,本构关系可由双曲正弦函数描述,在变形温度为900℃-1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1条件下平均变形激活能为435.36kJ/mol,应力指数为4.13。基于本构关系构建的GH4706合金数据库,利用有限元分析可精确预测直径2000mm以上超大型GH4706合金涡轮盘的锻造载荷,结合热加工图可以优化其热加工工艺。热加工图能够反应变形温度与应变速率对GH4706合金热变形过程中变形机制与显微组织的影响规律,1nZ值可用于定量描述上述参数的影响。结果表明,在高应变速率下变形温度低于950℃时,热加工图中功率耗散系数η值小于0.23,表现为合金变形易发生局部流变失稳；在低应变速率下,变形温度为940℃-970℃与1040℃-1140℃范围内功率耗散系数η值存在两个峰值区,峰值分别为0.32与0.35,对应着合金的两种动态再结晶机制。当合金在1nZ值小于36条件下变形时易形成异常晶粒组织,不利于合金的持久性能,其形成原因是合金的动态再结晶机制转变为亚晶转动机制。由此,GH4706合金的热加工工艺应尽量降低变形温度、提高应变速率。通过设计双锥热压缩试验,研究了连续应变分布下GH4706合金的动态再结晶与η相的交互作用。结果表明,合金动态再结晶机制为应变诱导原始晶界不连续弓出机制,动态再结晶临界温度TDRx为975℃。变形温度低于TDRx时,合金发生动态再结晶源于变形升温。高于为RX变形,合金热处理后的晶粒尺寸取决于变形温度,与变形量无关；低于TDRX变形,热处理后的晶粒尺寸与变形温度关系不大,随变形量增大而减小。略低于TDRx变形,由于合金中仍有部分η相残留,可以充分利用其对亚晶界或晶界的钉扎作用,增大变形量细化合金晶粒。通过加入适量P、B含量能够在不损失合金拉伸与冲击性能的基础上显著提高持久性能,持久寿命可提高200%左右,为超大型合金涡轮盘锻件力学性能优化提供了新的方法。研究了热处理制度、固溶处理工艺参数、稳化处理时间对合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,大型涡轮盘锻件用GH4706合金热处理后的主要析出相为γ’相、γ’-γ"共析出相与η相；考虑上述析出相对合金室温或高温下拉伸、冲击与持久等力学性能的影响,建议GH4706合金的固溶处理工艺为980℃固溶后缓冷,稳化处理时间控制在1-3h。