Изобретение относится к области металлургии сплавов, а именно к термической обработке отливок из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов с монокристаллической структурой, предназначенных преимущественно для производства литых турбинных лопаток авиационных, транспортных и промышленных газотурбинных двигателей. Для повышения механических свойств изделий отливки из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов с монокристаллической структурой после гомогенизации и двухступенчатого старения подвергают дополнительной обработке путем нагрева до температуры 1100±10°С≤Тто≤(Тирγ' - 10°С), где Тирγ'- температура интенсивного растворения γ' -фазы в сплаве, выдержки при данной температуре и охлаждения со скоростью не менее 50 град/мин.