高合金化镍基变形高温合金具有良好的高温强度、抗氧化性、抗腐蚀性能、抗疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能,且在较高温度下具有良好的组织稳定性及可靠性。因此,镍基高温合金广泛应用于火箭涡轮盘、飞机发动机的高温转动部件。本文在国家重点基础研究发展计划“973”项目“高温合金材料设计与制备的基础研究”的支持下,与北京钢铁研究总院共同对“高合金化高温合金塑性加工过程中的组织演变机理”进行研究,取得了如下的研究结果：(1)通过高温压缩模型实验研究GH79合金、U720Li合金、GH4742合金在温度为900～1150℃,应变速率为5×10-4～10s-1范围内的高温变形行为。结果表明：①上述三种合金在不同变形工艺条件下的应变速率敏感性指数m值、变形激活能Q值分别为0.072～0.254、341.57～2290.91 KJ/mol。当变形温度为1100℃时,合金的m值达到最大值、Q值达到最小值。②通过多元线性回归的方法得到三种合金的高温变形本构方程。(2)GH79合金、U720Li合金、GH4742合金在高温变形过程中,随着变形量的增大,晶粒尺寸逐渐减小。当变形温度在1050～1100℃范围内容易发生动态再结晶效应,形成细小等轴状晶粒。当变形温度为1100℃～1150℃时,合金在变形过程发生了MC+γ→ M23C6+γ’和MC+γ→ M6C+γ’的相变反应。同时,对三种合金的晶粒指数p值进行计算可以得出,晶粒指数p值均随着变形温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,且在温度为1100℃时达到峰值。当温度为1050℃、1100℃时,p值接近2.0,此时合金具有较好的高温成形性能。(3)通过对GEGEL、MALAS、PRASAD、MURTY、SEMIATIN五种不同失稳判据的理论基础及适用范围的分析,并应用BP人工神经网络技术分别绘制GH79合金、U720Li合金、GH4742合金不同失稳判据下的动态DMM热加工图。准确预报了合金在高温变形过程中的适合加工区及流变失稳区,从而优化了合金的热加工工艺参数。在此基础上,通过对不同变形条件下的金相显微组织进行分析可以得出三种合金不同变形区域的变形机理。(4)分别建立GH79合金、U720Li合金、GH4742合金高温变形过程中的动态再结晶临界应变模型、动态再结晶动力学模型、动态再结晶晶粒尺寸模型。并对三种合金变形过程中发生动态再结晶典型区域的动态再结晶机制进行分析。结果如下：GH79、GH4742合金随着变形温度的升高,动态再结晶机制分别为：孪生动态再结晶(TDRX)、连续动态再结晶(DRX)、不连续动态再结晶(DDRX)。U720Li合金随着温度的升高,动态再结晶机制分别为：孪生动态再结晶(TDRX)、孪生动态再结晶(TDRX)和连续动态再结晶(DRX)共同作用、不连续动态再结晶(DDRX)。(5)通过对A、L-M、R-W-S、含位错数量的R-W-S变形机理图这四种变形机理图理论的分析与比较,绘制出变形温度在900～1150℃范围内的含位错数量的R-W-S变形机理图。运用上述变形机理图对GH79合金、U720Li合金、GH4742合金高温变形过程的变形机理进行了预报,得到了不同变形条件下三种合金在高温变形过程中的变形机理。通过与变形过程中的显微组织观察以及高温力学行为对比可以得出,变形机理图预报的结果真实、准确。