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无Re镍基单晶高温合金通过合金成分配比的优化，在保持较好力学性能的前提下，还能大大降低合金成本，有希望成为镍基单晶高温合金发展的新方向。由于难熔元素的大量添加，无Re合金的组织稳定性成为其发展的制约因素。鉴于Ru在含Re镍基单晶高温合金中有明显提高组织稳定性的作用，在无Re合金中添加Ru开始受到人们的关注。本文以两组无Re镍基单晶高温合金为基础合金，分别添加3wt.％的Ru，通过差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)和透射电子显微镜(TEM)等方法研究Ru对无Re镍基单晶高温合金凝固特性、组织稳定性以及力学性能的影响。 Ru略微偏聚于枝晶干，它的添加降低了合金的相变温度，显著提高了难熔元素W的枝晶偏析系数，增加共晶的面积百分含量，并使合金在凝固过程中析出富Ru异常共晶。Cr含量的增加能减弱Ru对W枝晶偏析和共晶含量的促进作用，但会促进富Ru异常共晶的析出，不利于合金成分的均匀化。 热处理后，四种合金的γ相均为立方状，Ru的添加会减小枝晶干γ相的尺寸，降低γ相的面积百分含量，增加γ基体的通道宽度。Ru的添加会促进8Cr0Ru合金在980℃时效过程中析出拓扑密排相（TCP相），其原因主要在于Ru降低了TCP相和γ相之间的共格界面能△GLD，减小了TCP相形核的阻力，并促进了TCP相形成元素W在枝晶干的偏聚。高温长期时效过程中，TCP相形核、吉布斯-汤姆逊效应和难熔元素均匀化扩散共同影响TCP相的面积百分数和个数。随着时效时间的延长，TCP相面积百分数先上升后下降，TCP相数量减少。Ru的添加会降低TCP相的溶解速率。时效温度影响合金中TCP相的析出，980℃比1100℃更接近TCP相析出的“鼻温”，Ru的添加使合金的TCP相温度-时间-转变曲线左移。 Ru的添加增加了合金在1010℃/210MPa条件下的蠕变寿命，主要原因在于Ru固溶强化了γ基体，延长了合金的蠕变第二阶段并改变了TCP相析出形貌，减小了TCP相对合金组织的损伤。在室温和中温拉伸下合金以解理断裂为主，不发生明显的颈缩变形，在高温拉伸下合金的断裂方式为微孔聚集型断裂。Ru的添加能提高合金在室温、中温以及高温下的拉伸性能。