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面对日益突出的环境和资源问题,各国逐渐加强技术革新以实现节能减排的目标。以火力发电为主的能源结构迫使技术突破的重心转向如何有效地提高燃煤发电机组的效率。燃煤的转化效率主要取决于机组的工作参数,即蒸汽温度和压力。Inconel740合金是700℃先进超超临界(A-USC)电站发电机组再热器用管材,由于机组高温部件材料的使用温度逐渐增加,要求材料不断进行改进以具有更高的高温强度与高温抗氧化腐蚀性能,进而满足机组高效稳定的运行。Inconel740合金的传统制备工艺具有生产效率不高,合金纯净度不高以及夹杂不易去除等缺点,本工作采用电子束真空熔炼技术制备Inconel740合金,并分析其组织演变过程与显微硬度,同时评价其高温氧化性能,借此评价电子束熔炼在制备镍基高温合金方面的技术优势,并基于团簇加连接原子模型对Inconel740合金进行成分解析,对合金进行改进型设计。从合金设计角度,提高Inconel740合金的高温性能。本研究对电子束熔炼制备的Inconel740合金样品进行标准热处理,利用OM、XRD、 SEM以及TEM分析合金的微观组织演变,并借助显微硬度和高温氧化实验获得合金的力学性能和高温氧化机制,同时,利用团簇加连接原子对合金进行成分设计,对合金进行改进型研究。主要结论如下：1)电子束熔炼制备Inconel740合金的基体组织为单相奥氏体,并存在大量孪晶,晶粒尺寸为2mm左右。标准热处理状态下,大量球形、平均尺寸为30nm的γ’相细小弥散均匀地分布在基体中,同时晶界上析出呈连续分布的M23C6碳化物,以及少量的η相,G相伴随基体γ’消耗析出。其合金显微硬度值(403.33HVo.1)与常规方法(275.00HVo.1)相比,约高120HV0.1。研究固溶温度对合金组织的影响发现,随着固溶温度的升高,合金中G相含量显著减少,因此促进γ’相在合金中细小弥散分布。2)Inconel740合金在950℃和1000℃空气中氧化时的动力学曲线均符合抛物线规律。Inconel740合金在1000℃氧化时的氧化速度其较950℃时约高1个数量级,合金在950℃与1000℃下属于“完全抗氧化”。合金在氧化过程中会同时发生内氧化和外氧化现象。3)基于团簇加连接原子理论模型解析Inconel740合金成分。通过微观组织观察与显微硬度结果分析,团簇式为[(AI0.5Ti0.25Nb0.25)-(Ni8Co4)]-Cr4.933Mo0.067的样品晶界上析出物最少,并且二次相γ’在晶内呈球形状细小弥散分布。四种合金在铸态下的显微硬度都低于经过固溶时效后的合金硬度,由于2#合金含有较多的固溶强化元素钴,其显微硬度远高于其他三种合金,并且可达由传统工艺制备的Inconel740合金硬度两倍左右。