中文摘要：

研究高铌和高铌钨TiAl合金在700oC,1万小时热暴露的全过程中显微组织结构和力学性能的热稳定性,变化规律和控制这些变化的内在机理. 系统揭示不同成分和加工状态下的合金中亚稳定的a2 和r板条,晶界处的B2+w和a2+r偏聚相等主要显微结构在热暴露期间的分解和变化规律. 同时揭示相应的这一系列显微结构变化对合金的强度,塑性,疲劳裂纹扩展,高温疲劳抗力,蠕变抗力等性能的影响程度和影响机制. TiAl合金将用来制造飞机和汽车发动机在高温环境中使用的零部件.在这样的热环境中长期服役时显微结构和相关的力学性能的热稳定性极为重要.这是保证发动机正常工作和安全性的关键. 因此研究TiAl合金的热稳定性和变化规律, 揭示长期热暴露对主要力学性能的影响, 是TiAl合金正式投入应用前的一项关键性的研究工作. 所揭示的显微结构热分解机理和力学性能变化规律将会指导今后的合金的发展，工艺设计和零件的设计.

结论摘要：

Gamma-TiAl合金是新一代航空发动机,地面燃气轮机和汽车发动机使用的轻型高温高强材料,取代笨重的镍基合金和易烧损的钛合金。由于加入较多难熔元素并采用快冷细化组织,使TiAl合金不同程度含有非平衡亚稳组织。因此,应用的关键是要确保其在高温长期工作时结构和性能的稳定性。本项目研究了3系7种TiAl合金在700oC大气环境暴露1万小时全过程中组织-性能的变化,定性定量测试出在不同阶段显微组织的特征变化,对力学性能的影响,并给出了相应的影响机制。这为确定不同种类TiAl合金的安全使用提供了基础。研究发现: 1)随含钨量增加,热暴露对合金的拉伸强度影响不大, 蠕变/疲劳抗力增加， 这和含W板条的高稳定性有直接关系。2)含低钨的合金的热稳定能力下降,但用热等静压使B2+omega偏聚溶入基体能改善疲劳和蠕变抗力。3)同种高铌合金, 铸态和热轧态虽然组织细化程度不同,在热暴露下,拉伸性能均显示出明显脆化, 而疲劳强度增加,细化了板条的热轧态犹甚，表明高Nb板条远不如Nb-W板条稳定。这种脆化是大量??板条分解, 发生"释氧脆化"所致,也和广泛形成细小B2共生有序相有关， 对其机理进行了研究。