镍基高温合金是航空、航天、交通运输、热能转换、核能、国防建设等领域的关键材料。增材制造技术作为一种迅速发展的技术在精密成型镍基高温合金构件精准制备方面表现出巨大潜力,已经成为高温合金复杂结构部件精密成形的一种重要的技术方案。本文针对高γ′含量镍基高温合金增材制造工艺性能差的瓶颈难题,提出控制Al、Ti含量,引入碳化物颗粒,利用碳化物颗粒与γ′相的协同强化的方法来强化镍基高温合金,通过成分设计,发展了一种增材制造工艺性能良好的高性能碳化物增强镍基复合材料。本文通过选区激光熔化技术成功制备了高致密度的碳化物增强镍基复合材料,研究了镍基复合材料的不同状态下的微观组织及力学性能。本文经过优化选区激光熔化工艺的参数,成功制备了以GTD222合金为基体,致密度可达到99.9%以上,内部无裂纹等危害性较大的缺陷的碳化物增强镍基复合材料（C1）。微观组织表征发现,沉积态GTD222合金的平均晶粒尺寸约为37.2μm,晶粒内部由胞状组织及柱状组织组成。相比之下,复合材料C1晶粒尺寸下降至18.7μm,晶粒内部同样由胞状组织及柱状组织组成,但是其胞状组织尺寸变小,且在胞状组织边缘析出了条状的碳化物。TEM结果表明碳化物与基体γ之间的界面为半共格界面。力学性能测试的结果表明复合材料C1的屈服强度比使用同样工艺制备的基体合金GTD222明显提高。对复合材料C1强化的主要原因进行分析可知,弥散分布的纳米级碳化物及位错密度提升是复合材料C1强度提高的主要原因。细化的晶粒,碳化物（长径比约为2）的承载作用也起到一定的强化效果。基于复合材料C1优良的增材制造工艺性能,在复合材料C1的基础上进行成分优化,设计出了碳化物含量比复合材料C1相对较少但γ′较多的复合材料C2。优化增材制造制备参数之后制备了致密度达到99.8%的复合材料C2。微观组织表征发现,复合材料C2和GTD222合金的晶粒尺寸相差不大,晶粒内部同样由胞状组织与柱状组织构成。复合材料C2中胞状组织与柱状组织的尺寸比GTD222合金略小。复合材料C2中的碳化物也是沿着胞状组织及柱状组织的边缘析出,但是碳化物的形状由条状变为颗粒状。同时,复合材料C2中有一定量的γ′析出。室温拉伸实验表明复合材料C2的屈服强度为1270±9 MPa,抗拉强度为1390±14MPa,延伸率达到12.6±0.6%。复合材料C2的屈服强度比GTD222合金高约439MPa,并保持着良好的塑性。复合材料C2强度的提升主要是由于γ′相阻碍位错形成反相畴界引起的强化作用,碳化物的Orowan强化作用,位错强化的强化作用,晶粒细化及颗粒承载也起到一定作用。研究了热处理前后GTD222合金及复合材料C2试样的微观组织演变及高温力学性能。经过标准热处理后的GTD222合金和复合材料C2的晶粒尺寸与沉积态相比变化不大。基体合金与复合材料C2中的位错密度降低,缠结的位错胞状组织消失。基体合金与复合材料C2中析出了大量的30-50 nm左右的γ′与125 nm左右的碳化物。高温力学性能表明复合材料C2在800°C时的屈服强度比GTD222合金提高了约117MPa,同时延伸率相近。对800°C拉伸后的复合材料C2进行组织表征发现,在800°C拉伸时复合材料C2中的主要变形机制包括孤立的堆垛层错剪切γ′相,连续的堆垛层错剪切γ和γ′相、位错切割γ′形成反相畴界以及γ内的位错滑移。复合材料C2塑性下降的原因主要是由于γ′内部的堆垛层错阻碍了可动位错的剪切作用造成了局部滑移导致了滑移面分离引起的。