难熔多主元合金作为一种新型高温结构材料,具有优异的高温强度和高温相稳定性,在航空航天领域具有明显的应用潜力。然而高密度、高成本、难加工和高温抗氧化性不足等问题,是阻碍现有难熔多主元合金应用实际的主要障碍。采用合金化和热处理方法,不仅能实现性能一体化,还同时提升了综合力学、氧化性能。但是,目前对于难熔多主元合金探索尚处于起步阶段,体系不断扩展所带来的组织演变及相关机理尚不完备。为此,本论文的主要研究工作集中在:（i）对新型轻质难熔多主元合金体系设计及力学性能分析;（ii）硅合金化后合金凝固路径、固态相变机理;（iii）难熔多主元合金高温氧化动力学及氧化机理探究。首先,通过热力学相图软件设计非金属间化合物组成的双相基体合金体系,铝含量增加会促进FCC-Ti第二相形成,并在弹性应变能作用下以片状分布于枝晶间。经纳米压痕实验表明FCC-Ti纳米硬度小于基体相,同时弹塑性能量法分析显示FCC-Ti相更易塑性变形。TiNbMo0.5Al0.225合金表现出优异的强塑性协同,室温和高温下分别具有1022 MPa、710 MPa屈服强度和31%、39%断裂应变。揭示了合金塑性变形行为,高β稳定性导致变形机制主要为位错滑移,而位错切过与基体满足K-S取向关系的共格第二相,有效促进了基体中应变分布均匀性及变形协调性,另外平面滑移位错和相界面钉扎位错增强了加工硬化能力。其次,为进一步提升TiNbMo0.5Al0.225合金综合力学性能,添加不同含量Si元素。Si含量增加促使多种晶格硅化物形成,由BCC固溶体和γ-（Nb,Ti）5Si3双相演变为BCC固溶体、γ-（Nb,Ti）5Si3和β-（Nb,Ti）5Si3多相。采用HRTEM和EBSD方法分析得到BCC固溶体与硅化物界面间无明确晶体学取向关系,说明硅化物是直接凝固产物,而不是共析分解形成。适量Si含量促使合金室温、800℃下屈服强度分别提升至1570 MPa、1012 MPa,兼具17.12%、32.56%的可观塑性。然而过多Si引入使得合金经弹性变形后直接断裂,硅化物固有脆性和相界面脱粘导致压缩应变降低。再次,系统研究了热处理过程中硅化物结构相变和析出相形成过程。揭示了高温亚稳相β向γ相的晶型转变,通过亚晶界形成和端迁移机制证明相变为元素扩散所控制。经高温热处理后BCC固溶体内脱溶析出纳米级析出相相γ’-（Ti,Nb）5Si3,BCC固溶体与析出相间形成[110]BCCss//[01-12]γ’,（-112）BCCss//（-2110）γ’取向关系,并具有半共格界面。通过HRTEM能明显观察到生长台阶,沉淀相向BCC固溶体中迁移扩展。最后,综合研究体系合金化Si前后的1000℃下高温循环氧化性能。未添加Si时体系因Mo O3氧化产物挥发均出现质量亏损,同时形成Nb2O5氧化产物导致氧化膜开裂。研究了适当Si含量对合金抗氧化性提高的积极作用,不仅增加氧化皮附着力使剥落减轻,还促进Si0.25、Si0.4和Si0.55合金氧化动力学曲线满足抛物线规律。通过热力学及氧化过程探究了形成Ti O2最外层氧化层、混合氧化物（Ti Nb2O7+Ti O2/Ti Nb2O7+Nb2O5）中间层和氧化膜-金属界面处Mo的富集层的演化机制,热力学稳定性、短路扩散通道增加和氧化膜内活度梯度的建立促使元素扩散差异化从而形成该复杂多层氧化层。本文研究结果对设计开发强塑性协同难熔多主元合金,认识难熔多主元合金组织演化,理解难熔多主元合金中硅化物固态相变过程,揭示显微组织-力学性能-抗氧化性关联机制具有重要意义。