γ-TiAl基合金以其高比强度、比弹性模量等优势最具发展潜力的高温材料，且当片层取向与承载方向平行时其室温和高温综合性能达到最优。目前较常采用的片层取向控制方法主要有凝固路径控制法和籽晶法，本文即通过控制合金成分并加入稳定元素Nb的方法控制合金凝固路径，从而对片层取向进行控制。Nb元素的加入同时可提高TiAl合金的高温强度及抗氧化性能。但不同含量的Nb对合金相图及凝固路径影响不同，导致凝固组织的多样性及片层取向的改变，目前针对高Al高Nb合金的组织及片层取向研究较少，其随凝固条件的演化规律尚不清楚。本文以Ti-50Al-5.6Nb-0.2B合金为研究对象开展了一系列的定向凝固实验和层片取向研究，分析了合金的组织演变过程以及片层取向变化规律，同时讨论了试样直径对合金凝固路径及组织形貌的影响，探讨了凝固速率对片层取向及领先相枝晶生长方向的影响，主要得出以下结论：对于直径3mm试样，当生长速度介于1~30m/s范围时，合金始终为凝固；而对于直径10mm试样，当生长速度小于20m/s时领先相为相，当生长速度介于20~100m/s领先相则为相，并随着凝固的进行出现了包晶反应区当相为初生相时，由于不存在固态转变，Nb元素都固溶在初生相内，而凝固过程中伴随着固态转变产生了大量的Nb偏析，且其体积分数与生长速度呈正比。合金中为了细化片层而加入的合金元素B，凝固过程中在枝晶间富集以TiB形式析出，且随着凝固速率的增加由针状、管状形式向点状、弯曲条带状转变。加入0.2at.%的B可极大的细化层片间距，并且细化程度与生长速度呈正比。对稳定生长90mm的定向凝固试样进行片层取向分析，结果表明生长速度不同时，枝晶的生长方向也不同：20m/s时，枝晶沿<331>_β生长；随着生长速度的增加，逐渐由<221>_β过渡到<111>_β晶向，即凝固速率的提高使得界面能各向异性增大，促使枝晶沿其择优取向<100>_β生长。