本文结合国家科技攻关项目“Ал-31φ发动机用GH4199合金研制”和“750-850℃难变形高性能高温合金盘材的研制”对GH4199合金及GH4586A合金进行不同温度下上千小时的长期时效热处理以及其室温、高温瞬时拉伸、高温持久、室温冲击性能的测试。通过SEM、TEM及物理化学相分析等方法观察和分析合金的显微组织变化。着重研究了合金长期时效后的组织演化与力学性能间的关系，为合金的安全使用及改进提供理论依据和应用参考。获得主要结论如下： GH4199合金在600℃时效，随时效时间的延长，γ相总量逐渐增加，700℃、800℃时效时效1000h总量为25.4(mass％)，900℃随时效时间延长，γ相总量逐渐减少，时效1000h，γ相总量为14.0％。γ相尺寸随时效温度的提高及时间的延长有长大趋势。800℃时效1000h，平均半径为56nm，而900℃时效1000h平均半径为187nm。GH4199合金元素含量(mass％)W与Mo的比值接近2，经长期时效处理后发现γ相中W与Mo的比值大于4，以上表明W强化γ相的作用比Mo更有效。 GH4199合金经长期时效后，首次发现TCP相(μ相、σ相)析出。μ相是在800℃和900℃时效1000h后析出，在700℃和900℃经长期时效有少量析出；σ相是在700℃和800℃时效1000h后析出，在650℃和900℃时效1000h后没有析出。经相计算，合金的电子空位数在2.33-2.35，高于镍基合金μ相电子空位数的临界值2.30，但低于σ相电子空位数的临界值2.52。SEM观察表明TCP相析出于基体和碳化物，来自基体是由于Cr、Mo、W偏聚造成的。 GH4199合金与俄产Эп199合金在相同时效温度长期时效条件下对比实验表明，两种合金在显微组织和力学性能上是相当的，GH4199合金可以在发动机非转动件上使用。 在750℃时效500h、1000h、1500h、2000h后，GH4586A合金中的γ相总量在31.2-32.7(mass％)，保持较高水平。室温拉伸强度、高温拉伸强度(σb、σ0.2)、高温拉伸塑性、持久寿命均可达到指标要求，但室温拉伸塑性(δ5、Ψ)在1500h后已达不到要求，室温冲击性能随时效时间延长单调下降，由17.50降到3.12(J/cm2)，合金的综合性能达不到工程要求。 由物理化学相分析可知，GH4586A合金经750℃时效500h、1000h、1500h、2000h和800℃时效500h、1000h、1500h，进γ相中Al、Ti、Co、Cr、Mo、W元素的数量基本不变，与这些元素在合金中的含量相比有很大的不同，发现Cr、Co、Mo、W大量存在于γ固溶体中，W比Mo进入γ相中更多些(GH4199合金也是如此，GH4199合金是高W合金，GH4586A合金是高Mo合金)。 经长期时效处理后的GH4586A合金发现有TCP相存在，在750℃时效1500h、2000h；800℃时效1000h、1500h；850℃时效500h的试样，经SEM观察均存在针状相，经TEM观察及衍射分析证明针状相为μ相和σ相，利用物理化学相分析和TEM微区能谱对其定量分析加以验证。μ相的结构式为(Ni，Co，Cr)7(Mo，Cr，W)6；σ相的结构式为(Cr，Mo，W)9(Ni，Co)5。研究了GH4586A合金经长期时效后，μ相析出动力学，证明μ相以针状或片状机制长大。其动力学方程为：f=1-exp[-k(T)tn]。式中f为μ相转变的质量分数；t为等温转变时间；k(T)为与温度有关的常数；n为等温温度指数。 用相计算得出GH4586A合金长期时效后的电子空位数为2.339-2.372，小于σ相析出的临界值2.52，不应出现σ相而出现了，电子空位数理论不能说明这种反常现象。说明电子空位数理论不够精确，特别是元素的电子空位数值给得不够准确，主要原因是γ相析出后合金中大量的Cr、Mo、Co被排出在γ相之外的γ相中，这些元素的偏聚会引起TCP相析出。GH4586A合金第二阶段的研究应下调这些元素的含量。涡轮盘(转动件)材料必须对TCP相的析出加以控制。