本文利用课题组自行设计的真空宽调速电磁成形定向凝固实验设备，以Ti-48％Al（at％）为实验材料，采用电磁成形定向凝固技术，对极活泼的γ-TiAl工程合金无污染定向凝固组织制备工艺进行了系统的研究，并对包晶系TiAl基金属间化合物的非平衡定向凝固特性进行了初步探讨，主要研究内容及结论如下： 1．探索γ-TiAl基金属间化合物无接触电磁成形定向凝固组织的制备工艺。借鉴不锈钢的电磁成形定向凝同工艺，建立适合γ-TiAl基金属间化合物电磁成形的感应器—屏蔽罩系统；合理控制温度梯度G_L与凝固速率V的大小，在保证γ-TiAl金属熔体电磁约束稳定成形的基础上，制备出γ-TiAl基金属间化合物无（少）污染的定向凝固样件。 2．掌握γ-TiAl基金属间化合物在亚快速定向凝固条件下的凝固特性。利用改进的有模定向凝固工艺，研究凝固控制条件V对包晶系钛铝合金的稳定相和亚稳相的竞争与选择及组织形态演化等的影响规律并探求其作用机理，提供控制晶体片层结构的工艺方法。 在上述研究的基础上，成功实现了简单形状的γ-TiAl基金属间化合物的约束成形，获得了表面质量良好的定向凝固组织样件；考察了凝固速率对TiAl包晶合金的相选择以及生长形态等凝固特性的影响，并初步分析了其内在机制。研究结果表明：轻质TiAl基合金熔体在无接触电磁成形过程中容易产生剧烈的电磁搅拌，合理调节电流强度和抽拉速率以及控制合适的固液界面位置等工艺参数有利于提高TiAl基合金无接触电磁成形的稳定性。在温度梯度基本保持不变的条件下，随着凝固速率的增加，γ-TiAl基合金的凝固界面形态由胞状界面逐渐转变为枝状界面，同时初生相由高温稳定相向亚稳相转化。在该成分γ-TiAl基合金中，一次枝晶臂间距和凝固速率的函数关系为λ₁=K₂V^-0.25G_L^-0.5，片层间距与凝固速率的关系为λ∝3.9×10^-9V^-0.46，α₂和γ相体积分数在一定范围内随凝固速率变化。