抗热腐蚀定向凝固镍基高温合金DZ444能够长期稳定地被用作先进燃气轮机涡轮叶片材料。为了明确该合金长期时效显微组织及力学性能的变化过程以确保其长期使用的可靠性，本论文针对DZ444合金中γ′相、初生MC碳化物和晶界微结构、σ相(CrNi型)以及室温和950℃瞬时拉伸性能、980℃/180MPa和870℃/370MPa条件下的持久性能，研究了合金在800℃、850℃和900℃温度下长期时效组织的演化及对力学性能的影响以及长期时效合金组织稳定性的优化。论文研究结果表明：随着长期时效的进行，γ′相逐渐发生粗化和连接现象，时效温度越高，粗化速率越快，粗化现象严重。初生MC碳化物类型为TiC型，含有少量的Ta、Cr、W和Mo等元素。初生MC碳化物的分解可以由MC/γ界面反应来描述，反应的三个阶段分别为：第一个阶段是MC与γ基体元素互扩散反应生成了SM-M23C6(和/或SM-M6C)和SM-γ′，反应式概括为：MC+γ→SM-M23C6(and/or SM-M6C)+SM-γ′；在分解第二阶段，在SM/MC界面上产生了较高的Ni浓度和Ti/Al比，促进了η相的形成，反应式概括为：MC+γ→SM-M23C6+SM-M6C+η；当W、Mo、Cr等元素在η相内扩散困难时，这些元素在MC分解区域η相内局部富集而生成了(η-M6C)和(η-M23C6)，反应式概括为：MC+γ→SM-M23C6+SM-M6C+η+(η-M6C)+(η-M23C6)。晶界γ′相膜层逐渐增厚，M23C6和M6C颗粒同时逐渐粗化并连接，使得晶界结构从不连续到半连续最后到连续的链状结构。γ基体中很少析出σ相，仅仅在温度为850℃和900℃且时效时间达5000h时，在MC分解区域附近开始出现少量的σ相。随着时效时间增加，拉伸强度变化不大，持久寿命逐渐下降，而合金的塑性呈现一定的波动性。塑性具有一定的波动性可能是由于相粗化使得合金变形更容易、枝晶间和晶界处大块不规则初生MC碳化物与基体界面处和组织缺陷处如初熔区域等薄弱环节、晶界连续的碳化物链倾向于使晶界断裂提前开动等等这些正负因素此消彼长共同作用的结果。此外，TCP相析出数量较少，对合金性能影响不大。采用相计算(PHACOMP)方法，调整了合金中C、Cr、Al、Ti等元素含量，设计了七组化学成分不同的DZ444合金。Nv值大小与合金组织稳定性(针状相的析出量)关系密切：Nv值越高，σ相析出量则越多，合金组织稳定性越低。初步确定成分最优合金的临界电子空位数N V大约为2.37。