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本文对高强度的细晶粒γ-TiAl合金Ti-44.5Al-5Nb-0.85W-0.85B(at.%,简称5Nb-1W-1B合金)和中等强度的粗晶粒γ-TiAl合金Ti-46Al-5Nb-1W(at.%,简称5Nb-1W合金)样品的表面引入了不同深度(0-800μm)的单边缺口,利用载荷阶梯升值法,研究了长期大气热暴露(700℃,10000h)前、后合金的组织褪变、疲劳性能以及对表面缺口的容忍限度。以Kitagawa-Takahashi线图(简称K-T线图)的形式对热暴露引起的疲劳强化,长裂纹扩展门槛值以及热暴露对表面损伤的容忍限度的影响进行了定量分析和讨论。研究发现,10000小时的热暴露对两种合金的微观组织及疲劳行为均产生了相互对抗的效应。长期高温热浴浸泡产生类似回火的稳态作用,促使产生了“热暴露强化”的良性效应。而热暴露也会导致合金中α2层片的分解和ω相的析出、聚集和粗化,从而产生了“热暴露组织脆化”的有害效应。对于细晶粒合金5Nb-1W-1B,由于含较多的α2片层和晶界偏聚β(B2+ω)相,其“热暴露组织脆化效应”较粗晶粒合金5Nb-1W大,导致当热暴露时间小于5000小时时,有害效应大于良性效应,疲劳极限有所下降；而当热暴露时间为10000小时时,热暴露导致回火的良性效应大于组织脆化的有害效应,使得光滑样品的疲劳极限在高温热暴露后有所增加。研究还发现,两种合金的无害缺陷尺寸在热暴露前、后都较小,均低于10μm(细晶粒合金热暴露前、后分别为4 μm,7μm;粗晶粒合金前后均为4 μm)。在其后的一个过渡尺寸范围内(细晶粒合金热暴露前、后分别为4-300μm、7-500μm;粗晶粒合金分别为4-200μm、4-250μm),合金的疲劳行为既不符合光滑样品的行为,也不符合缺口样品的长裂纹行为,而在低于光滑样品和线弹性断裂力学所预测的疲劳极限条件下失效,这称之为“短缺口效应”。为安全考虑,需要重新确定两种合金长裂纹的有效疲劳裂纹扩展门槛值△Keff.th和有效裂纹过渡尺寸a0.eff。这可从S-N疲劳极限和长裂纹启裂门槛值入手构建的K-T线图获得。长期热暴露明显增大了细晶粒合金5Nb-1W-1B短缺口有害效应的尺寸范围,这是长期热暴露在合金内部致生明显组织脆化(包括释氧脆化和相变脆化)所致,使得材料对短缺口变得更为敏感；对于粗晶粒合金5Nb-1w,同样的热暴露对短缺口效应的影响不如对细晶粒合金那样显著。