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定向凝固镍基高温合金广泛用于制造目前最先进的航空发动机的高压涡轮叶片。为了提高涡轮叶片设计参数选取和设计方法的可靠性,从涡轮叶片代表性部位取材并设计、加工模拟试件,进行拉伸试验、低循环疲劳试验及蠕变试验。在MTS810液压伺服材料试验机上分别进行室温(25℃)、850℃以及980℃下的拉伸试验,得到模拟试件在相应温度下的应力应变曲线。再根据曲线给出材料相应温度的短时力学性能,并与标准试件的短时力学性能进行比较,分析两者的差异,以指导涡轮叶片的强度设计。在同一温度(980℃)不同应力下分组进行蠕变试验,以事先设定的时间间隔自动采集试件在试验过程中的蠕变变形并记录最终断裂时间。试验结果表明：与标准试件相比,16个模拟试件的试验寿命大幅度下降。即使在同一组试验的相同温度、相同名义应力条件下,不同试件的试验寿命之间也存在一定离散性,但是5组中的4组试验,每组中至少有两个试件的试验寿命是比较接近的。由于模拟试件与标准试件的蠕变断裂寿命相差很大,为了验证试验数据的可靠性,对模拟试件的试验过程进行有限元数值模拟。采用最小二乘法对980℃下四个不同应力水平的试验数据进行非线性拟合得到Graham模型参数,根据所得参数对ANSYS蠕变分析中第4隐式Graham模型进行修正。应用修正模型进行数值模拟,同时考虑材料的正交各向异性,数值模拟结果与试验数据吻合较好,说明修正Graham模型描述蠕变过程的合理性。另外,利用修正的Graham蠕变模型对980℃下200兆帕和250兆帕的蠕变数据进行外推,效果也比较理想。进一步,以修正Graham模型作为模拟试件在980℃下的蠕变断裂寿命预测模型,得出几个不同应力水平的寿命,通过与试验结果比较以验证该模型的可靠性。在同一温度(980℃)不同应力幅值下分组进行低循环疲劳试验。所有试件的断裂周次均偏少且表现异常。断口与金相分析表明：这与材料组织缺陷密切相关。