本文研究了三种含钨（W）量分别为0、1.0at.％、1.4at.％的，具有片层（或称板条）组织形态的铸态粗晶TiAl合金（合金1、合金2、合金3）的高温热稳定性。三种合金材料在700℃空气中经历了10000小时（h）的热暴露实验。热暴露后，对三种合金开展了详细的针对显微组织变化的微观分析，测试了有关组织结构变化对机械性能的影响。有关的实验工作包括对不同热暴露时间的样品进行疲劳和拉伸性能的测试；微区的组织，相结构分析；以及相体积分数的定量统计等工作。实验结果表明，这三种粗晶TiAl合金材料在铸造后具有亚稳定的显微组织，在长时间的热暴露过程中，由铸造后的亚平衡状态逐步地向平衡状态转变，这种转变的一个显著特点表现为板条组织中的α₂板条的逐步分解，这种转变的实质是发生了α₂→α₂+γ的相变。合金1中α₂板条发生了平行于板条方向的“平行分解”，该合金的疲劳性能和拉伸性能在经过长时间热暴露后有显著的提高。合金2中α₂板条发生了垂直于板条方向的“垂直分解”，其疲劳性能在10000h的热暴露全过程中有上升趋势，而拉伸性能有少量的降低。合金3中α₂板条的分解方式与合金2的方式类似。该合金在经历长时间热暴露后疲劳性能也有所升高，而拉伸性能。较为稳定，与未暴露前并无太大变化。合金1的塑性在热暴露后有明显的降低。这是因为α₂板条发生了较为普遍的平行分解，分解过程中释氧，导致了“释氧脆化”现象。而含W的两种合金在热暴露过程中，塑性变化不大，这是因为W的扩散缓慢，α₂板条的分解程度低，从而使得（α₂+γ）板条结构相对稳定。本文的研究表明3种合金在700℃空气中热暴露10000h的过程中，其热暴露过程中的显微结构（α₂板条）稳定程度从高到低的次序为：合金3＞合金2＞合金1。