TiAl合金具有较大的弹性模量、良好的高温抗氧化性能、抗腐蚀性以及较好的高温抗蠕变性能,与Ni基高温合金相比有更高的比强度,是一种在航空航天领域中具有广泛应用前景的合金。目前添加Nb元素来提高TiAl合金性能是普遍应用的手段。然而对于高铌TiAl合金的高温力学性能还有待深入研究。本论文选取不同成分的TiAl基合金,采用电磁冷坩埚技术进行了凝固实验其中包括Ti-45Al-7Nb合金、Ti-45Al-8Nb合金以及加入合金元素Cr、Zr的Ti-45Al-7Nb合金、加入少量W、Cr、B元素的Ti-45Al-7Nb合金,编号为Ti-45Al-7Nb、Ti-45Al-8Nb、Ti-45Al-7Nb（Cr,Zr）、Ti-45Al-7Nb（W,Cr,B）。研究了四种合金在相同工艺参数下的高温拉伸性能、高温断裂韧性。对Ti-45Al-7Nb合金进行高温持久试验。探究不同Nb含量、不同合金元素、不同组织对于高温力学性能的影响。高温拉伸试验温度为700℃、750℃、800℃、850℃,对于Ti-45Al-7Nb合金进行了900℃的拉伸试验。高温断裂韧性试验温度分别为700℃、750℃、800℃、850℃。从定向的效果来看,从优到劣顺序依次为Ti-45Al-7Nb、Ti-45Al-8Nb、Ti-45Al-7Nb（Cr,Zr）、Ti-45Al-7Nb（W,Cr,B）。采用相同的工艺参数,添加不同的金元素对定向效果影响较大。添加了W、Cr、B等元素不易定向。添加少量的B使得晶粒细化明显,但是定向的效果最差。四种合金的稳定生长区显微组织中都包含有α₂+γ的片层、等轴的γ相以及B2相。适当提高Nb含量对于TiAl合金的高温拉伸力学性能有益。当合金中加入Cr、Zr合金元素之后,高铌TiAl合金的高温拉伸性能获得大幅度提高,相同温度下能够提高200MPa以上。相比于带状分布的富Nb区,块状分布于片层团界面处的B2对提高高温拉伸性能有益;在数量相近的情况下,块状B2相高温下有利于与片层团之间的协调变形,从而获得更高的强度与塑性;在垂直于正应力的条件下,呈现带状分布的富Nb区会比块状的B2相具有更高的高温断裂韧性值。定向凝固效果明显的Ti-45Al-7Nb合金中,切口垂直于凝固方向的K_IC值高于平行于凝固方向的K_IC值。表明了状晶的长度方向具有更高的抵抗裂纹扩展能力。采用外推法对定向凝固Ti-45Al-7Nb合金在700℃的持久强度极限进行了预测,得到了经验方程;700℃低应力长时的持久试样的断口形貌有韧窝存在,表明试样呈韧性断裂;但700℃高应力短时持久试样未发现有韧窝存在。运用得到的Larso-n-Miller模型对Ti-45Al-7Nb合金800℃/36.5小时的持久强度进行了预测,结果是355MPa,预测结果比较准确。