本发明提供了一种通过协同获得两类特殊晶界改善镍基合金高温力学性能的方法，采用形变控冷热处理方法，协同引入低∑晶界和锯齿晶界，打断平直随机晶界网络连通性，增加合金沿晶裂纹萌生和扩展阻力，改善合金的高温力学性能，具体为：高温固溶处理→冷轧变形→高温保温处理→控冷处理→低温保温处理→水冷的工艺路线。本发明在不改变合金成分的前提下协同获得两类特殊晶界，具有工艺简单、易于实现的优点；本发明处理的镍基合金，低∑晶界比例≥65％，其中∑3晶界的比例≥60％；同时可将部分平直随机晶界转变为锯齿晶界，且保证锯齿晶界的平均振幅≥0.6μm，高温长时服役后，合金室温延伸率仍能保证在50％以上。