Ti₂AlNb基合金具有较高的比强度、高温蠕变性能及优良的室温塑性等优点,是在870¹023K范围内可长期使用且最具有应用前景的合金体系之一。Ti₂AlNb基合金服役性能的提高很大程度上决定于合金的成分、热机械处理工艺所得到的相及显微组织。本文研究了Ti₂AlNb基合金在升温及等温过程中的相变和显微组织演化,分析了平面应变变形对合金相变和显微组织的作用规律,探讨了合金的氧化行为及成分对合金氧化行为的影响。论文的主要研究内容和结论包括:（1）采用热膨胀和差示扫描量热法等手段并结合金相分析,研究了Ti-22Al-（27-x）Nb-x Zr（x=0,1,6）合金在连续升温过程中的相变特征和组织演化,分析了Nb、Zr元素对合金相变过程的影响规律。Ti-22Al-27Nb合金升温过程中依次发生B2/β→O,B2/β+α₂→O,B2/β+O→B2/β+O+α₂,B2/β+O+α₂→B2/β+α₂和B2/β+α₂→B2/β的相变;Ti-22Al-21Nb-6Zr合金升温过程中首先B2/β向a2+O相转变,其次进行O+α₂+B2/β→B2/β+α₂的转变,随后片层O相溶解于B2/β基体,最后,α₂相亦溶解于B2/β基体。合金中Zr替代部分Nb元素,致使β稳定性减小,B2/β+α₂→B2/β相变温度升高,且在此相转变过程中,随着温度的升高,α₂相的转变速率减小。6at.%Zr替代Nb元素,α₂相的转变速率加快。（2）通过膨胀法研究了Ti-22Al-27Nb合金1063¹183K等温热处理时的B2→O相变规律,建立O相体积分数随等温时间的变化曲线,进而得到了合金的等温转变TTT图。采用JMA模型分析了等温相变动力学并结合等温过程中显微组织观察,发现在1183K时,O相在晶界形核,并向晶内生长;在1103¹143K,等温开始阶段O相在晶界形核,随着时间延长,O相在晶界、晶内均形核长大;在1063K,O相在小尺寸质点上形核生长,形核率随等温时间延长而下降。随着等温温度降低,O相形核率增大,相变速率增大,而温度越低,元素扩散速率越小,后期相变速率减小。（3）采用平面应变热模拟压缩实验分析了Ti-22Al-25Nb合金在1213¹273K/0.001¹s-1应变速率下的热变形行为,建立了合金的平面应变压缩本构方程,研究了变形对合金相变和显微组织的作用规律。相同温度下,应变速率较大时,初始α₂相颗粒变形程度大,应变速率较小时,α₂→O相转变程度高;相同应变速率下,随着温度的升高,初始α₂相被拉长的程度增大,直至1273K时呈短棒状,随着温度降低,在变形过程中析出的O相增多。相比未变形合金,经变形后合金中O相体积分数增加,且沿变形方向被拉长的α₂相更易于变形并向O相转变。（4）研究了Ti-22Al-（27-x）Nb-x Zr（x=0,1,6）合金在923¹073K的恒温氧化行为,通过氧化动力学、氧化产物、截面形貌和元素分布以及氧影响区的分析,阐述了合金的氧化机理,分析了Nb、Zr元素对合金抗氧化性能的影响,建立了氧影响区深度与温度和时间的定量关系。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金具有较高的氧化激活能和较好的抗氧化性,适当的Zr元素替代Nb元素可以提高合金的抗氧化性能。氧影响区存在于外氧化层和基体之间,包括内氧化层及富氧区。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金具有较致密的外氧化层和较小的内氧化层,抗氧化性能较好;Ti-22Al-21Nb-6Zr合金中α₂相和O相的晶格参数增大,氧较易溶解于基体中,同时氧化产物Zr O2为氧的扩散提供了通道,形成的富氧区较宽,因此抗氧化性能较差。