中文摘要：

TiAl全片层定向组织以低密度和高综合性能展现出广阔的应用前景，但制备过程非常困难。目前用seeding法制备定向片层组织的研究在国外只是开始阶段，而国内尚未开展。国外对晶向选择与凝固参数之间关系的研究只在近平衡条件下取得了一定的结果，对G 、V在更大范围内变化的非平衡凝固规律的研究几乎没有开展，因此限制了更细密定向片层组织的制备及成分范围的拓宽。本申请针对以上问题，研究G 、V在更大范围内变化时，该包晶系合金在非平衡凝固条件下相及晶向的选择规律及其选择机制试图弄清初生B相在seed上形成时其晶向的选择特征，以及选择关系随G、V的变化规律；探明初生相a在seed上形成时，随着G、V大幅改变，其枝晶的形态、晶向及其与DS 方向之间关系的变化与选择；研究冷却速率（GV）对初生相枝晶间距及最终片层组织间距的影响。为用seeding法在更大成分范围内制备出更加细密的定向片层组织提供理论依据。

结论摘要：

Seeding法制备TiAl全片层定向组织的研究国内尚未开展，在国外只是开始阶段，对温度梯度和抽拉速率在更大范围内变化的非平衡条件下seeding法所对应的凝固规律及凝固参量变化对相和其晶向的选择机理未进行深入研究，尤其对引晶过程组织演化特征和稳定组织间的关系没有从凝固理论的角度进行深入分析。本研究针对以上问题，研究了TiAl 金属间化合物籽晶的制备技术，制备出了合格的籽晶；对实验方法进行了改进，获得了弱对流和高温度梯度；在此基础上，系统研究了G 、V在更大范围内变化时，该包晶系合金在非平衡凝固条件下引晶过程不同阶段的组织演化规律，以及凝固参数G 、V和化学成分变化对相及晶向的选择规律结合充分形核和成份过冷准则，阐明了seeding法定向凝固过程中α相和β相析出条件；探明了在不同温度梯度和抽拉速率下，初生α相在seed上生长时，凝固条件对凝固相及其界面形态和最终片层取向之间的关系；弄清了初生β相形成的条件和其晶向的选择特征；获得了冷却速率（GV）对初生相枝晶间距及最终片层组织间距的作用规律和模型；并发现凝固过程中抽拉速率造成的非平衡效应抑制了γ相的析出，避免了非定向全片层组织的形成。