1Cr15Ni36W3Ti合金作为一种沉淀强化型铁镍基高温合金,以γ’相为主要强化相,在650℃以下具有良好的持久寿命、蠕变极限和抗松弛性能以及良好的组织稳定性,被应用于气封弹簧、汽轮机叶片以及高温紧固螺栓。本文以该合金为研究对象,系统研究碳含量、热处理制度对组织性能和γ’相析出行为的影响,并结合组织稳定性研究,为该合金碳含量和热处理工艺的优选提供实验依据。主要研究结果如下:（1）随着碳含量增加,铸态组织中一次TiC含量逐渐增加,形貌由块状变为骨架状。固溶后,由于一次TiC的钉扎作用增强,晶粒尺寸逐渐减小。时效后,析出γ’相和晶界二次TiC。随碳含量升高,γ’相的形核率降低,导致热处理后,γ’相尺寸由10nm逐渐增加至55nm以上,间距由25nm增加至250nm以上,体积分数由13.5%降低至4.5%,二次TiC的形貌和析出量无明显变化。室温拉伸试验表明,随碳含量升高,位错与γ’相的交互作用机制由切割转变为绕过,由于沉淀强化效应弱化,室温屈服强度由0.02wt.%C实验合金的 545.06MPa 下降至 0.10wt.%C 的 235.26MPa。（2）热处理试验研究表明,当时效制度为870℃×10h.AC+700℃×25h.AC时,随着固溶温度升高,合金晶粒尺寸由45.2μm粗化至207.3μm,室温强度先升高后降低,峰值对应1080℃固溶。合金经870℃×10h.AC+700℃×25h.AC时效后,基体析出尺寸细小且弥散分布的γ’相,晶界析出颗粒状的二次TiC;当时效制度为700℃×50h.AC,γ’相较为粗大,晶界析出连续薄膜状二次TiC,晶界附近形成宽度约0.2μm的无沉淀析出带（PFZ）;当时效制度为780℃×10h.AC+730℃×25h.AC,基体析出两种尺寸分别为20nm与55nm的γ’相,晶界二次TiC呈薄膜状,晶界周围形成0.8μm无沉淀析出带。力学性能检测中发现,合金经1080℃×0.5h.WC+870℃×10h.AC+700℃×25h.AC热处理后,综合力学性能最优。（3）合金经580℃等温时效至3000h,并未析出脆性相。随时效时间延长,晶界碳化物与γ’相发生粗化,γ’相粗化规律符合Ostwald粗化理论,粗化系数k为0.312nm3/h。力学性能检测结果表明,随时效时间延长,室温屈服和抗拉强度逐渐升高,断后延伸率、断面收缩率与冲击韧性逐渐降低,当时效至1000h以后,各项性能趋于稳定。550℃持久试验表明,持久断口主要由沿晶断裂为主的起始断裂区与韧窝断裂为主的最终断裂区组成。随持久应力增大,断口中沿晶断裂所占区域逐渐减小,持久延伸率逐渐增加。组织观察中发现550℃持久拉伸过程中位错与γ’相交互形式切过。550℃持久寿命与持久应力具备双对数线性关系,拟合方程为logσ=-0.08338log tR+2.89474,热强参数P与持久应力的拟合方程为logσ=4.6235-1.01295 × 10-4P（σ）,拟合系数COD为0.97172,拟合优度R2为0.96229。综合等温时效以及持久试验结果,0.02wt.%C合金在经过1080℃×0.5h.WC+870℃×10h.AC+700℃×25h.AC热处理后具有良好的组织稳定性。