镍基合金在高温下具有优异的持久强度、抗疲劳性、耐腐蚀性等,这些性能得益于嵌入于γ相并与之共格的γ′相的组织形貌及空间排布,当合金中具有两种不同尺寸的γ′相时,会使合金在不损失延展性的情况下而具有更好的抗拉强度和抗蠕变性能。本文采用相场法,对镍基合金进行时效预处理和连续冷却,获得了双模γ′相,并在冷却后的二次时效过程中对合金施加x轴向的单向拉应力。通过研究冷却速率、时效预处理时长、拉应力大小对双模γ′相微观组织和动力学演化的影响,为镍基合金的微观组织的调控提供了思路和方法。阐明了镍基合金中一次和二次γ′相的形成机制和组织特征。一次γ′相在等温时效预处理析出,呈立方状,尺寸较大,粒径分布与LSW理论预测接近;二次γ′相在连续冷却或分级时效过程析出,分布在一次γ′相之间的基体相中,呈近球形,尺寸较小,数密度较高,二次γ′相的Al含量偏离降温终态温度时的平衡成分,粒径分布接近BW理论的预测值。明确了冷却速率、时效预处理时长、拉应力大小对双模γ′相微观组织和动力学演化的影响。较高的冷却速率使一次和二次γ′相的体积分数和平均半径降低,数密度提高,一次和二次γ′相的尺寸之差增大。较长的时效预处理时间促进一次γ′相的长大,而使二次γ′相尺寸更小、Al含量更低、粗化速率更小。x轴向的单向拉应力使得双模γ′相沿着y轴方向拉伸,较大的拉应力可以促进γ′相沿y轴的连接与合并,形成“筏化”组织,同时,纵向颗粒中的平衡成分上升。拉应力会促进尺寸较小的γ′相的溶解。