GH4169合金是一种时效强化型高温合金,由于其良好的强韧性,耐蚀性,焊接性能及抗疲劳性能,在航空航天和石油行业得到广泛的运用。合金中析出相δ相的析出、溶解规律及其热加工行为已得到广泛的研究。外在环境因素、加载条件对GH4169合金疲劳裂纹扩展速率的影响规律也有报道。然而δ相含量对GH4169合金断裂韧性及疲劳裂纹扩展速率的研究却鲜有报道。本文通过定量表征δ相的含量对GH4169合金疲劳裂纹扩展及断裂性能。采用OM、SEM、TEM等技术手段表征GH4169合金显微组织及δ相的体积分数。研究不同的δ相含量和晶粒尺寸对GH4169合金断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率的影响机制。本文研究这六种热处理工艺中,δ相含量随着固溶温度的下降及保温时间的延长而增加。随着δ相的增加,材料的强度降低,但是塑性却有所增加。随着晶粒尺寸的增加,材料强度下降,符合霍尔佩奇关系。材料的冲击韧性随着δ相的增加而降低。随着δ相含量的增加,GH4169合金断裂韧度呈现下降的趋势。δ相主要沿晶界分布。由于δ相本身为金属间化合物,且其周围会形成贫Nb元素的微塑性区,对裂纹扩展有吸引作用,从而导致裂纹发生沿晶扩展。晶粒尺寸增大会降低裂纹遇到晶界的概率,在一定的晶粒尺寸范围内增加裂纹的扩展阻力,提高材料的断裂韧度。通过紧凑拉伸试样得到六种工艺状态下GH4169合金的Paris曲线。结果表明,δ相含量的增加会导致Paris曲线的稳定扩展阶段和快速扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率增加。稳定扩展阶段裂纹尖端塑性区大于等于晶粒尺寸,分布在晶界上的δ相会加速疲劳裂纹扩展速率。在快速扩展阶段,裂纹尖端塑性区远大于晶粒尺寸,δ相对疲劳裂纹扩展的影响作用更加显著。在低应力强度因子状态下,接近于Paris曲线的初始扩展阶段时,裂纹尖端塑性区小于晶粒尺寸,δ相对疲劳裂纹扩展速率的影响效果降低。在这个阶段,一定的晶粒尺寸条件的,适当的增加晶粒尺寸有助于降低疲劳裂纹扩展速率。