K4169合金在中低温下具有良好的综合性能,因此被广泛用于制造航空、航天用涡轮盘和叶片等高温合金结构铸件。近年来,随着航空发动机,特别是地面燃气轮机部件的飞速发展,对合金提出了更高的要求,以期望能够在更高温度下稳定工作。本文基于前人对718合金改型的研究工作,在K4169合金设计时添加了不同含量的Al以及少量的Co元素。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、X射线衍射和力学性能等测试方法研究了合金铸态、标准热处理态以及高温长期暴露下的组织演变、压缩性能和硬度,并对其高温氧化性能进行了研究。得出以下结论：1.在K4169合金中增加Al和Co含量后,合金的铸态组织与原始成分合金的铸态组织基本相同：树枝状γ基体、主要强化相γ"、弥散分布于基体的γ’相以及分布于晶界和枝晶间的块状MC碳化物和Laves相。随着Al含量的增加,Nb、Mo、Ti和Fe元素的偏析程度有所减轻,枝晶间析出相比0号原始合金明显增多,二次枝晶臂有所增长,而Co含量的增加对铸态合金枝晶形貌影响不明显。Al和Co对K4169合金力学性能的影响很显著,随着Al含量的增加,铸态合金的屈服强度和硬度均呈先增加后减小的趋势,少量Co的加入也使其屈服强度和硬度有所增加。2.不同Al、Co含量的合金经标准热处理后组织中基本都有沿晶界析出的δ相、MC碳化物相、Laves相、M7C3碳化物和σ相。随着Al含量的增加,标准热处理态合金晶界上的析出物逐渐增多,棒状δ相明显减少,而块状的Laves相大量析出,σ相也逐渐增加,同时γ"和γ’由相对独立分开析出变为复合析出,即呈包覆组织结构；Al含量相同时,Co对晶界析出相无明显影响。Al和Co对标准热处理态合金屈服强度和硬度的影响趋势与铸态的相似,当Al含量为1.24 wt%、Co为0.6 wt%时合金的屈服强度和硬度均达到最大值。3.合金在680℃经300h和500h长时时效后,合金的晶界析出相和晶内强化相有明显长大,其中Laves相长大更显著,同时Laves相数量增加。增加Al含量的合金,其γ"/γ’包覆组织长大比较缓慢,但晶界析出相长大迅速。0号合金中独立分开析出的球形γ’和盘片状γ"相已经迅速长大粗化,γ"相形状转变为片状,已经大面积开始出现γ"→δ转变,γ"数量急剧减少,与0号合金相比,其它各实验合金析出相长大速率缓慢。随着时效时间的延长,这种长大趋势更加明显。4.不同Al、Co含量的合金在950℃、50h恒温氧化试验中氧化动力学曲线均遵循抛物线规律。氧化膜表面均呈浅灰色,但添加不同Al、Co含量的合金表面氧化膜都要比0号合金致密,且氧化物颗粒也比0号合金小。合金的氧化膜分为三层：外层主要是Cr2O3、TiO和NiO的混合层,并含有少量的NiCr2O4相；中间层是Cr2O3保护层；内层中氧化物的主要成分为A1203。随着Al含量的增加,合金的高温抗氧化能力增强；Al含量相同时,Co含量的增加降低了合金的高温抗氧化性能；与Co相比,Al对合金高温抗氧化性能的影响更大。在试验条件下,当Al含量为1.45%、Co为0.3%时,合金的高温抗氧化性能最好,而原始成分合金的高温抗氧化性能较差。