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本文采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、ARAMIS-3D光学动态应变测量系统、原位拉伸机、Abaqus计算模拟等方法研究了第二取向及圆孔孔径、倾斜角度对第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样室温拉伸性能及热疲劳性能的影响。研究结果表明: 对于无孔样品，拉伸强度为:第二取向[110]样品＞第二取向[210]样品＞第二取向[100]样品。在拉力作用下，无孔样品近似为平面应力状态，不同第二取向样品表面的滑移痕迹不同。第二取向[100]样品表面产生两组分别沿[0(1)1]及[011]的滑移痕迹;第二取向[110]样品表面产生三组分别沿[1(1)0]、[(1)12]及[1(1)2]的滑移痕迹;而第二取向[210]样品表面产生四组滑移痕迹，分别沿[1(2)1]、[1(21)]、[1(2)3]及[1(23)]。最大应变集中在样品标距段的边缘，裂纹主要萌生于此，然后沿不同取向滑移带交截的区域扩展，最终导致样品以类解理方式断裂。 而对于含孔样品，结果不同，拉伸强度为:第二取向[100]样品＞第二取向[210]样品＞第二取向[110]样品。拉伸过程中孔边产生应力集中，孔边受三向拉应力作用，这使得含孔样品的各个滑移系在较小拉力作用下即可同时开动。含孔样品的裂纹萌生于孔边，以类似于无孔样品的方式扩展并导致样品断裂。 第二取向显著影响DD33单晶高温合金的热疲劳性能。第二取向[110]样品的热疲劳裂纹萌生时间最短，裂纹扩展速率最快，其次为第二取向[210]样品，第二取向[100]样品的热疲劳性能最优。不同第二取向样品中，热疲劳裂纹的萌生位置及扩展方向皆不同。第二取向[100]的样品，热疲劳裂纹在与定向凝固方向呈45°角的孔边萌生并沿与定向凝固方向呈45°角方向扩展。对于第二取向[110]的样品，热疲劳裂纹在与定向凝固方向垂直的孔边萌生并沿定向凝固方向扩展。而第二取向[210]的样品，热疲劳裂纹在与定向凝固方向呈18°角的孔边萌生并沿与定向凝固方向呈18°角方向扩展。 通过研究孔径对单晶合金性能的影响发现，拉伸过程中，随孔径增大，孔周围的应变集中因子越大，样品的拉伸强度及延伸率都降低。热疲劳过程中，Φ=2mm样品由于孔边应变集中程度高，在100循环周次时就已萌生裂纹并快速扩展，而Φ=0.5、0.7及0.9mm的孔边发生充分的塑性变形来释放热应力，经过580循环周次后圆孔都发生了椭圆化，但是仍未萌生裂纹。 当孔倾斜角度由30°增加到90°时，样品的拉伸强度及延伸率都有所提高。最大应变集中在倾斜孔的锐角边，孔倾斜角度越小，锐角边的最大应变集中因子越大。热疲劳过程中，30°倾斜孔经100循环周次时在锐角边萌生裂纹并快速扩展，60°倾斜孔由椭圆形转变为圆形再转变为长轴沿[011]的椭圆孔，60°倾斜孔及90°孔经过580循环周次仍未萌生裂纹。