Inconel 718是一种强、塑性配合良好且蠕变持久性能优异的形变高温合金,被广泛应用于航空航天、船舶、能源等领域中的零配件制造。如今为满足日益苛刻的使用环境,除了采用合适的加工工艺和热处理,调节该合金成分配比来获得更好的微观组织结构逐渐成为一种重要手段。Inconel 718合金以γ-奥氏体作为基体,主要析出相有γ’’、γ’和δ相,大量研究表明调控δ相对控制晶粒尺寸、改善强韧性和缺口敏感性等问题有重要意义,然而不同条件下的组织特征及析出相数量、形貌、尺寸和分布对合金性能影响错综复杂。针对以上问题,本文结合工程实际在小温度范围(温度区间40℃)内调控合金微观组织改善合金性能,并且系统地探究了合金成分配比与组织性能之间特定的关系,以此为基础近一步探索了改型Inconel 718合金中微观组织的变化与影响。(1)通过室温拉伸、冲击和高温持久性能测试确定了造成Inconel 718合金力学性能各向异性的重要因素:沿轧制方向的变形晶粒、δ相和碳化物。在940℃～980℃范围内,随固溶温度提高,沿轧制方向的变形晶粒特征消失,δ相回溶,仅碳化物保持沿轧制方向分布。δ相含量、分布对室温状态下的拉伸强度未产生显著影响,但降低了室温拉伸塑性和冲击韧性;对于固溶温度较低的试样,变形晶和δ相簇沿特定方向分布的特征是造成各向异性的主要原因,而对于固溶温度较高的试样,碳化物的方向性分布造成明显的各向异性;高温服役状态下,碳化物的方向性分布成为影响合金性能各向异性的主要因素,一定量的δ相对提高合金高温持久寿命、消除缺口敏感性有重要意义,但是δ相方向性分布特征对持久塑性各向异性影响不明显。(2)针对几组Nb、Al、Ti含量不同的Inconel 718合金,经过标准固溶时效热处理后,研究微观组织结构与对拉伸力学性能的变化规律。研究表明,一定的Al/Ti和(Al+Ti)/Nb下,当Nb含量微量增加,δ相百分含量变化显著,即获得更好的高温稳定性,而稳定的δ相有效阻止了经高温固溶后的晶粒长大,保证合金的细晶强化。当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,时效后γ’’、γ’含量有所降低,其中Nb元素将主要形成δ相,γ’’相形貌由唇状变为圆盘或芝麻粒状,由于强化相γ’’和γ’数量与形貌的变化,拉伸力学性能显著降低,其微观硬度也随拉伸强度的降低而降低。力学性能表明,具有相似Al/Ti与(Al+Ti)/Nb值的试样,拉伸强度主要受晶粒尺寸影响,受δ相含量影响较小。(3)探究了改型Inconel 718合金中η相的析出、回溶特性,以及对热变形的影响。流变曲线变化特征与一些堆垛层错能较低的合金相似,流变应力变化与应变速率变化呈正相关,与温度变化呈负相关;合金中η相在阻止晶粒长大方面与δ相作用一致,在950℃时析出最快,1030℃晶界η相完全回溶;η相显著降低合金热变形激活能,接受态热变形激活能为411.82KJ/mol,固溶态热变形激活能为377.6KJ/mol;热压缩过程中η相偏转断裂,造成晶粒破碎加速动态软化过程。