本文采用不同温度梯度在真空定向凝固技术制备出无Re取向镍基单晶合金,通过对合金进行不同工艺热处理、SEM/EDS成分分析、蠕变性能测试,研究了浇注温度、固溶温度对单晶合金组织结构与蠕变性能的影响,通过组织结构与微观形貌观察,讨论单晶合金在不同温度区间内蠕变期间的组织演化规律与变形机制。结果表明,随浇注温度升高,单晶合金一次枝晶间距与二次枝晶间距均减小,元素Al、Ta在枝晶干/间的偏析程度增加,而W、Cr、Mo的偏析系数逐渐减小。铸态合金中元素Al、Ta、Co富集于枝晶间,元素W、Mo、Cr富集于枝晶干；经完全热处理后,元素在枝晶干/间的偏析系数绝对值逐渐减小；随着固溶温度的提高,各合金元素在枝晶干/间的偏析程度明显降低,可提高合金的蠕变抗力。测算出合金在中温/高应力和高温/低应力稳态蠕变期间的蠕变激活能分别为568.3kJ/mol和484.6kJ/mol。单晶合金在中温蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和剪切立方γ’相,其中,超位错可剪切进入γ’相,并发生分解,形成不全位错和层错的位错组态；在中温/高应力蠕变后期,合金中主、次滑移系交替开动,可致使微裂纹及孔洞在垂直于应力轴的γ’/γ两相界面处萌生,并沿<110>方向扩展,直至发生蠕变断裂,是致使合金中(001)形成正方形解理面的主要原因。高温蠕变初始阶段,单晶合金中的γ’相发生形筏转化,转变成垂直于拉伸应力轴方向的N-型筏状结构,稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过筏状γ’相。合金在高温蠕变后期的变形机制是位错剪切筏状γ’相,随蠕变进行,合金中主/次滑移位错的交替开动,致使裂纹在筏状γ’/γ两相界面处萌生,并沿垂直于应力轴的方向发生扩展,直至蠕变断裂,是单晶合金在高温蠕变期间的断裂机制。