本文设计和制备了一种4.5%Re/3%Ru镍基单晶高温合金,并通过对其进行不同工艺(1、2)热处理,及高、中温蠕变性能测试,扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)组织形貌观察及位错组态分析,能谱仪(SEM/EDS)成分分析,研究了热处理对合金成分偏析与温蠕变性能的影响,及蠕变合金的变形、强化及断裂机制。结果表明,成分偏析严重的铸态合金中,(Cr、Mo、W、Re)/(Al、Ta、Co、Ru)元素分别于枝晶干/间区域富集,其最大正/负偏析元素分别为(Ru、Al)/Re。提高延长固溶温度及时间,合金元素偏析程度显著降低,高/中温蠕变抗力显著提高。经工艺2完全热处理后,合金在1040~1115 oC的高温蠕变区间,具有良好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命;测算出合金在较高和中温温度区间稳态蠕变期间激活能和应力指数分别为:QH=493.7 kJ/mol,nH=4.0和QM=469.70 kJ/mol,nM=10.97。中温蠕变期间,合金中??相仍保持立方体形态;稳态蠕变期间的变形机制为位错在基体中滑移和剪切立方??相;蠕变后期,主次滑移系的交替开动,导致裂纹沿??/?两相界面发生萌生与扩展,直至断裂,是合金中温蠕变主要断裂机制。高温蠕变初期,合金中立方??相已沿与应力轴垂直方向转变成筏状??相;蠕变中期变形机制为滑移于基体中的位错攀移越过筏状??相;蠕变后期变形机制为位错剪切进入筏状??相,且切入位错可发生分解,形成可抑制位错的滑移和交滑移的具有非平面芯结构K-W锁的位错组态:不全位错+APB,是合金高温蠕变寿命较高主要原因。高温蠕变后期,位错交替滑移,导致裂纹在??/?两相界面处萌生与扩展,直至蠕变断裂,是合金在高温蠕变期间的断裂机制。