Inconel718合金由于在高温下具有高强度、高韧性、良好的抗疲劳、抗氧化腐蚀性等优点，而广泛应用于制造航空发动机、燃气轮机等热端关键部件。随着航空航天、兵器等国防工业领域的飞速发展，对镍基合金的综合性能提出了更高的要求。Inconel718合金的主强化相γ″-Ni3Nb和辅助强化相γ′-Ni3X (X=Al、Ti、Si…)直接影响到合金的综合机械性能。同时基体相与强化相形成的界面对合金的性能也有一定的影响。因此，从原子角度研究Inconel718合金的相及界面性质对理解合金作用机理具有重要意义，并为设计新一代镍基高温合金提供理论指导。本文采用CASTEP软件包计算了γ-Ni、γ′-Ni3X (X=Al、Ti、Si)和γ″-Ni3Nb结构、力学和电子结构等性质；研究了压力对各相力学和热学性质的影响；最后研究了不同堆积方式的Ni/Ni3X (X=Al、Ti、Si、Nb)(001)界面的粘附功Wad、断裂韧性G、界面能γi和电子结构，进而阐明了液相Ni在Ni3X颗粒上的形核潜能，主要结论如下：Ni3Nb是Inconel718合金中最容易生成的且最稳定的强化相。Ni、Ni3X (X=Al、Ti、Si、Nb)在0~50GPa下，弹性常数Cij、体模量B、剪切模量G、杨氏模量E都随压力的增大而增大。说明增大压力能提高合金的抗体积变形、抗剪切变形及硬度，从而合金的综合力学性能也随之提高。各相在0~50GPa下均是延展性和各向异性材料，且随压力增大延展性变好、各向异性系数增大。各相的德拜温度随着压力的增大而增大，且增长率逐渐减小。它们的德拜温度ΘD按Ni>Ni3Si>Ni3Ti>Ni3Al>Ni3Nb顺序依次递减。同时，计算出不同压力下的横波声速vs、纵波声速vl和平均声速vm弥补了实验空白，为将来的实验提供理论预测。分析Ni、Ni3X (=Al, Ti, Si, Nb)的态密度可知，各相在压力达到50GPa时仍然是稳定的且没有发生相的转变，随压力的增大原子间的相互作用势逐渐增大。计算的布里渊区电荷数和键长可以看出，X原子与Ni原子共用电子对随压力的增大而增大，键长反而减小，说明各相的共价键随着压力的增大而增强。这就是压力影响各相的结构、力学和热学等性质的根本原因。在Ni+X-hollow、Ni-hollow、Ni+X-top、Ni-top四种界面系统中，Ni+X-hollow界面系统具有最大的结合强度和最好的抗裂纹扩展能力。因此，Ni与Ni3X耦合形成界面时，Ni+X-hollow的堆积更可能是持续的自然的堆积方式，且该系统的稳定性和力学性能最好。横向比较Ni/Ni3X界面系统的粘附功可知，Ni与Ni3Ti耦合形成的界面系统在Inconel718合金中稳定性和力学性能最好。Ni+X-hollow界面系统裂纹断裂和扩展更有可能发生在基体相或强化相内，而不是界面处。该界面系统在四种堆积方式中界面能是最低的，说明它是最稳定的。对于Ni/Ni3Al、Ni/Ni3Ti和Ni/Ni3Si界面系统，以top位置堆积的界面系统液相Ni直接在Ni3X颗粒上形核是不可能的；以hollow位置堆积的界面系统在相对较低的过冷度下液相Ni都能直接在Ni3X颗粒上形核；并且Ni+X-hollow界面系统液相Ni在相对较低的过冷度下最容易在Ni3X颗粒上形核。对于Ni/Ni3Nb界面系统，液相Ni不能直接在强化相Ni3Nb颗粒上形核。在以Ni+X为终端的界面系统中，界面处Ni原子和X原子间电荷发生了重新排列，且在费米能级处界面的Ni原子与X原子发生轨道杂化，它们因共用电子对而形成共价键；在Ni为终端的界面系统中，界面处的Ni原子与Ni原子之间形成的是金属键。Ni+X-hollow界面系统的电荷反应比Ni+X-top界面系统强。这是Ni+X-hollow界面系统最稳定、力学性能最好的根本原因。