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TiAl基金属间化合物兼顾金属的塑性、陶瓷的高温强度,又具有低于4.5kg/cm3的密度、远高于传统高温合金的高温比强度、高温抗氧化性和耐腐蚀性,在航空航天、汽车、石油等领域具有广泛的应用前景,但其室温脆性大、延性低严重阻碍了它的发展。因此,解决TiAl金属间化合物材料加工成形困难,获得组织成分均匀、致密度高的高性能构件,会极大地促进TiAl合金在航空、航天等领域的应用,也会为新材料的研制和开发提供新的思路和方法。本文针对成分为Ti-45Al-8Nb、Ti-45Al-10Nb和Ti-45Al-12Nb三种合金粉末,采用高能球磨方法获得纳米级超细粉末,经真空热压烧结,获得了双相等轴状γ-TiAl和α2-Ti3Al超细合金组织。主要探究粉末冶金方法制备的Ti-45Al-xNb(x=8、10、12)超细晶合金在高温变形过程中真应力-应变特点和组织演化规律,并研究了该合金在热变形过程中组织界面处形成的错配结构、界面结合的位向关系以及形变发生时最优取向。研究结果表明:(1)Ti-45Al-8Nb、Ti-45Al-10Nb和Ti-45Al-12Nb三种成分混合粉末经25h高能球磨,粉末颗粒度达到纳米级,随着合金元素Nb含量的增加,细化效果越来越明显,说明Nb元素可以提高粉末细化强度;合金粉末在细化的同时有Ti3Al、TiAl3和Ti3Al5新相的生成,实现了复合粉末的合金化。(2)Ti-45Al-8Nb、Ti-45Al-10Nb、Ti-45Al-12Nb三种球磨后超细粉末经高温真空热压烧结都获得的γ-TiAl和α2-Ti3Al双相超细等轴状合金组织,合金基体尺寸都介于100~200nm,α2-Ti3Al颗粒达到纳米级,Ti-45Al-8Nb致密度最高为90.93%。(3)Ti-45Al-8Nb、Ti-45Al-10Nb和Ti-45Al-12Nb三种成分的TiAl基合金对温度和应变速率都比较敏感,形变温度越高,应变速率越慢,峰值流变应力越小。在相同变形条件下Ti-45Al-10Nb的流变应力最大,Ti-45Al-12Nb的最小,对比三种合金Ti-45Al-10Nb的加工硬化能力更强。(4)Ti-45Al-12Nb合金在1100-1200℃/0.01-0.0001s-1热变形条件下,Ti-45Al-12Nb合金应变敏感系数m为0.61,高温变形激活能Q值为496kJ·mol-1,建立了该合金经粉末冶金(机械球磨+真空热压烧结)制备超细晶TiAl双相合金的高温热变形本构方程为:34.54 1.65ε0.039)[sinh( ?] ex(-?496000 RTe)p /.(5)Ti-45Al-8Nb合金高温变形后的组织晶粒主要以位错的滑移和孪生方式变形,晶粒以旋转、弯曲、伸长开启变形,晶界处存在一些位错网,且在高温变形中,γ/γ、α2/γ和α2/α2界面不同于层片状γ-TiAl、α2-Ti3Al双相合金中界面中存在固定的位向关系。γ/γ之间更易形成以(001)晶面为对称的孪晶,α2/γ和α2/α2界面间更易形成超点阵的位错结构,本实验发现变形合金中还存在?1110?α2/?111?γ和(1220)α/(1220)α的大角度晶界。