本文通过对有/无元素Re单晶镍基合金进行不同工艺热处理、蠕变性能测试、及SEM/EDS成分分析,研究了元素Re及固溶温度对合金成分偏析及蠕变性能的影响,通过TEM微观形貌观察及位错组态的衍衬分析,研究了有/无元素Re单晶合金在中温蠕变期间的变形机制。结果表明,元素Re可明显提高合金中元素在枝晶间/干区域的偏析程度,并提高Al、Ta等元素在γ′、γ两相中的分配比值,降低元素W、Co在γ′、γ两相中的分配比值。与无Re单晶合金相比,4.5%Re合金具有更好的蠕变抗力。提高合金的固溶温度,可以降低元素的偏析程度,提高合金的蠕变性能。在实验的温度和应力范围内,无Re合金在稳态期间的蠕变激活能及应力指数分别为:Q₁ = 483.6 kJ/mol和n₁ = 10;而4.5%Re合金在稳态期间的蠕变激活能及应力指数分别为:Q₂ = 522.6 kJ/mol和n₂ = 15。在中温/高应力蠕变期间,无Re和4.5%Re单晶合金中的γ′相不发生筏形化转变,其中,无Re合金中原规则立方γ′相的边角已经钝化成球状,而4.5%Re合金中的γ′相仍保持高的立方度。在稳态蠕变期间,合金的变形机制均是（1/2）<110>位错在基体中运动及<110>超位错剪切γ′相。有无元素Re单晶合金蠕变断裂后,在样品的不同区域γ′相具有不同的形貌,在远离断口区域,γ′相仍为立方体形貌,排列较为规则,在近断口区域γ′相尺寸及扭曲程度增加,其原因是γ′相变形程度增大所致。其中,切入γ′相内的<110>超位错可发生分解,形成（1/3）<112>不全位错+层错的位错组态,该位错组态可抑制位错的交滑移,提高合金的蠕变抗力;切入γ′相内<110>超位错的初始滑移面为{111},随蠕变进行,<110>超位错可由{111}面交滑移到（010）面,形成K-W锁的位错组态,该非平面芯的位错结构可有效抑制位错在{111}面滑移,是使合金具有较好蠕变抗力的主要原因。