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随着叶片类具有空间复杂型面零部件在航空、航天、能源等领域的广泛应用，对构件的成形精度、微观组织、力学性能和使用可靠性提出了更高的要求。将传统冷轧技术应用到叶片成形中，可以实现GH4169合金压气机叶片的精密成形。在相同循环次数下(107)，冷轧叶片的振动疲劳强度较传统热锻叶片提高了12％以上。然而，对于冷轧叶片振动疲劳强度提高的原因尚不清楚，有关冷轧变形条件下GH4169合金在热处理过程中的静态再结晶、相析出、织构和力学性能变化规律以及冷变形对静态再结晶和相析出的作用机制均不明确，限制了该工艺的推广应用，特别是在具有复杂空间型面构件上的应用。 本文首先针对不同成形工艺叶片在表面完整性上的差异进行了对比分析，阐明了冷轧GH4169合金叶片振动疲劳强度提高的原因。接着研究了冷轧GH4169合金在热处理过程中静态再结晶、相析出、织构和力学性能的变化规律，揭示了冷轧变形对GH4169合金静态再结晶、δ相析出和屈服强度提高的作用机制。最后，在GH4169合金叶片振动应力响应分析的基础上，建立了考虑表面完整性的叶片振动疲劳强度预测模型。 通过冷轧和热锻叶片表面完整性参数的分析，阐明了冷轧叶片振动疲劳强度提高的原因。研究结果表明:冷轧变形后GH4169合金强度静态再结晶晶粒细化和屈服强度提高对冷轧叶片振动疲劳强度的提高具有重要影响，其中γ"相含量提高是导致冷轧GH4169合金叶片屈服强度提高的根本原因。 采用OM和EBSD方法研究了GH4169合金经冷轧、固溶和双时效后的微观组织演变规律，分析了冷轧GH4169合金在固溶处理过程中的静态再结晶行为，揭示了冷轧变形对GH4169合金静态再结晶的作用机制。研究结果表明:在冷轧变形条件下，GH4169合金静态再结晶形核机制以亚晶迁移的形核机制为主，并且伴随应变诱导的晶界弓出形核。受δ相析出对再结晶过程阻碍作用的影响，再结晶晶粒呈不规则状，冷轧过程中形成的织构类型经固溶处理后仍得以保留，但是强度有所降低。 通过热处理实验研究了不同变形量GH4169合金在热处理过程中的相析出规律，分析了冷轧变形对GH4169合金δ相析出和形貌颗粒化的作用机制，建立了不同温度下基于冷轧变形量的GH4169合金δ相析出动力学模型。结果表明，冷轧变形促进GH4169合金δ相析出，但是δ相的大量析出导致后续双时效过程中γ"相含量的降低，两者含量之间满足:Wγ"=7.745-0.548Wδ;冷轧变形对GH4169合金δ相析出和形貌颗粒化的作用机制表现为:冷轧变形产生的大量空位和滑移带为δ相的大量形核提供了有利条件，固溶后增大的取向差使得δ相优先以颗粒状在晶界上析出，而亚晶迁移形核为主的静态再结晶和高温溶解过程则有助于δ相保持颗粒状形貌，抑制其连接、长大成为针状。 通过室温拉伸实验研究了GH4169合金经冷轧、固溶和双时效后力学性能随变形量的变化规律，分析了细晶强化、δ相强化、固溶强化、加工硬化以及沉淀强化对GH4169合金屈服强度的作用大小，阐明了冷轧变形对GH4169合金屈服强度的作用机理。研究结果表明:冷轧变形主要通过促进静态再结晶和δ相析出，使得细晶强化和δ相强化的作用增大，其中δ相对合金屈服强度的作用大小满足:σy,δ=15.9Wδ+59.7。但是当变形量大于50％、δ相含量超过4.67％时将导致γ"相的急剧减少，使得GH4169合金的屈服强度降低。另外，冷轧变形形成轧制织构并在热处理后保留，提高了加工硬化的作用;考虑到构件对微观组织和力学性能的要求，认为冷轧变形量应控制在30～50％为宜。 最后，通过有限元分析了GH4169合金叶片振动过程中的应力响应，并建立了考虑表面完整性的叶片振动疲劳强度预测模型。研究结果表明:考虑表面完整性的叶片振动疲劳强度预测结果与实测结果相符。