本文以GH4169和K418镍基高温合金为研究对象,采用水冷铜坩埚熔炼母合金,真空吸铸Φ6mm、Φ8mm和Φ10mm试样,主要研究了以下几个方面的内容:采用XRD、扫描电镜及能谱分析仪等研究了不同冷却速率对GH4169合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着冷却速率的增加,枝晶组织明显细化,二次枝晶臂间距减小,Laves相尺寸减小且呈现弥散分布,Nb和Mo元素的偏析减轻,合金的强度和硬度增加,延伸率减小;相比较于铸态组织,热处理后合金有γ′强化相的析出,Laves相基本呈块状且更加细小,分布更加弥散均匀,有齿状的晶界出现,并且随冷却速率的增加,Laves相尺寸变细小的规律依然存在。研究了不同冷却速率对K418合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,K418铸态合金凝固组织呈树枝晶形貌,枝晶干比较发达,具有一定的方向性。随冷却速率的增加,二次枝晶臂间距减小,合金中γ′强化相尺寸逐渐减小,基本呈规则的立方体形貌,合金的洛氏硬度值和抗拉强度增大,延伸率减小;相比较于铸态组织,经热处理后的组织更加粗大,γ′相数量减少、尺寸变粗大且形貌呈不规则状,其力学性能没有铸态合金好。研究了不同的热处理工艺(改变固溶冷却方式和固溶保温时间)对K418合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶冷却速率大,形成的γ′相就会多而小,排列不规则。反之,冷却速率小,析出的γ′相较粗大。此外,较快的固溶冷却速率可以使合金中的碳化物细化。合金的硬度和强度水冷时最高;随着固溶保温时间的延长,γ′相尺寸略有增大,形貌趋于立方形分布。其中固溶保温3h时析出的γ′相较细小且呈立方形貌,排列整齐,强化效果最好,此时得到的合金硬度和强度最高。研究了不同复合熔盐净化剂对GH4169返回料合金的净化。结果表明,原始合金中O、N、C、S含量较高,经过不同净化剂净化处理后含量基本都有所下降。经分析得出,50%CaF2+45%AlF3+5%CaO+微量(Al2O3+MgO)净化剂净化效果最好,净化后合金中的氧含量和氮含量下降明显。