IN718合金是一种时效强化型Ni-Fe-Cr基变形高温合金,其主要沉淀强化相是γ"相,同时析出少量γ’相进行辅助强化。由于具有优异的综合性能,IN718合金目前广泛应用于航空、航天、核能和石油等关键领域。然而,当服役温度超过650℃,合金的主要强化相γ"相聚集粗化进而转变成稳定的δ相,导致合金的强度、塑性等一系列性能迅速下降。在过去的30年中,为了提高合金的服役温度,国内外许多学者进行了大量的研究工作,试图开发一种可以应用在650℃以上的新型IN718合金。为了进一步提高IN718合金的服役温度,本文基于前人的研究工作,在合金的沉淀强化元素的成分范围内,提高Al和Ti质量分数至成分上限,降低Nb质量分数至成分下限,通过添加不同质量分数的固溶强化元素Mo来考察对合金组织和性能的影响,并系统研究了 Mo对IN718合金经680℃长期时效组织和性能稳定性的影响,分析Mo的作用机理,为进一步提高合金性能提供有益的参考。同时还对Mo质量分数为7.50%的IN718合金的组织及性能进行了优化,开发出一种优化合金拉伸性能的热处理工艺。本文首先研究了 Mo对IN718合金铸态组织及均匀化处理过程中Laves相溶解和Nb元素扩散的影响。结果表明,随着合金中Mo质量分数升高,Nb在枝晶干中的质量分数逐渐降低,即Mo促进Nb的凝固偏析。Mo同时还明显降低Nb、Fe和Ni在Laves相中的溶解度,因而显著促进Laves相的析出,提高Laves相吸收剩余液体的能力,缩小Laves相周围偏析区的面积。高Mo合金Laves相中Nb、Fe和Ni质量分数的降低有助于其连续生长成较大的颗粒状,而低Mo合金中Laves相则倾向于以（Laves+γ）共晶的方式析出。Mo稍提高Laves相的熔化温度,并明显延长Laves相的溶解时间。Mo明显延长Nb在枝晶干和枝晶间扩散均匀的时间,由此表明,Mo阻碍Nb元素的扩散。根据Laves相的熔点和溶解规律,确定出不同Mo质量分数的IN718合金均匀化制度为1150℃×50h+1190℃×50h。研究了 Mo对标准热处理态IN718合金显微组织和性能的影响。结果表明,Mo抑制晶界δ相析出,当Mo质量分数高于5.50%时,合金晶界上不再析出δ相,转而析出白色颗粒状Laves相,Laves相的析出数量随Mo质量分数升高而增加。Mo对IN718合金晶内强化相析出类型无影响,Mo质量分数升高,盘状γ"相和球状γ’相析出数量无明显变化,但其析出尺寸明显减小。经标准热处理,Mo略微降低合金的室温拉伸强度和680℃屈服强度,但可大幅提高合金的680℃/725MPa持久寿命,并且Mo对合金的持久塑性无明显影响。研究了 Mo对IN718合金680℃长期时效组织和性能稳定性的影响。结果表明,长期时效过程中,Mo降低γ"相和γ’相的长大速率,阻碍γ"相和γ’相长大,抑制α-Cr相析出,因此Mo可提高合金长期时效后拉伸性能的稳定性,并且Mo质量分数越高,合金的抗拉强度越高。在680℃时效的过程中,各合金的持久寿命均下降,但合金的持久寿命仍随Mo质量分数升高而显著增加。当Mo质量分数低于5.50%时,合金的持久蠕变机制是位错切割强化相形成层错和孪晶;当Mo质量分数为7.50%时,合金的持久蠕变机制是形成孪晶。研究了 Mo对IN718合金晶界析出和晶粒长大的影响。结果表明,Mo质量分数在2.80%～4.00%范围时,合金晶界析出 δ相;Mo质量分数在5.50%～7.50%范围时,晶界上不再析出δ相,转而析出Laves相。晶界析出相可钉扎晶界,有效阻碍晶粒长大;晶界析出相溶解后,晶粒随着温度升高而迅速长大。晶粒长大受Ni基合金自扩散过程所控制,不同Mo质量分数的IN718合金晶粒长大的激活能在210～260kJ/mol范围内。随着合金中Mo质量分数升高,晶粒生长指数有所降低。采用不同的热处理制度对一种改型IN718合金组织及性能进行了优化,并与标准IN718合金进行了对比。结果表明,当固溶温度从960℃提高到1050℃,改型IN718合金晶界Laves相析出显著减少;当两阶段时效温度从（720℃和620℃）提高到（750℃和650℃）,晶内γ’相和γ’相析出尺寸明显增大。晶界析出适量的Laves相以及晶内析出更大尺寸的γ’相和γ’相可显著提高改型IN718合金的强度。在本文的实验条件范围内,改型IN718合金最佳的热处理制度为1020℃固溶1h,空冷,750℃保温8h,以55℃/h炉冷至650℃,保温8h,空冷。经最佳热处理制度处理后,改型IN718合金的室温和680℃拉伸性能显著提高,680℃/725MPa持久性能保持不变。