中文摘要：

镍基单晶高温合金是先进航空发动机高压涡轮叶片的首选材料。当前，以Ru为成分特征的第四代镍基单晶正成为研究前沿，而Ru对高温合金蠕变性能和组织稳定性的影响机制还存在争议。本项目的前期研究工作表明在保持组织稳定性的前提下，Ru合金化有可能使合金提高Re和Cr的溶解度，从而进一步提高高温力学性能和抗腐蚀、氧化性能。在本项研究中，设计了具有不同Ru（0~5.1 wt.%）和Cr（0~5.7 wt.%）含量的六种实验合金，并通过研究Ru和Cr及其交互作用对合金元素成分分配比、点阵错配度、γ′相形貌、长期热处理组织稳定性和高温力学性能的影响，阐明具有不同成分分配比、错配度和γ′相形貌的镍基单晶在加载和非加载下长期热处理过程中的组织演变规律和对高温持久蠕变性能的影响机制，并建立了γ′相形貌与其粗化和筏排化关系的模型。通过上述研究成果，可根据航空发动机和地面燃气轮机不同热端部位的实际服役条件选择具有不同错配度和γ′相形貌的镍基定向和单晶高温合金合金。同时，上述研究成果也为镍基定向和单晶高温合金的成分设计提供了物理冶金依据并对拓展其实际应用范围具有重要的指导意义。