TiAl合金具有高的比强度、抗蠕变性能、抗氧化性和耐蚀性,是一种非常具有应用前景的高温结构材料,有希望在较低的高温领域取代高密度的高温Ni基合金,但是同时,由于TiAl合金较差的室温性能和本征脆性,严重限制了其在工程上的应用。因此本课题向TiAl合金中加入纳米细化剂,尝试改善合金的室温性能,促进其应用发展。本文选用Ti-44Al-4Nb-1Mo合金作为课题的基体合金,运用一系列观察方法分析合金的组织,研究了向基体合金中添加纳米Y₂O₃、Er₂O₃对合金铸态和锻态组织与性能的影响,以及添加纳米氧化物对Ti-48Al-4Nb-1Mo合金在热处理过程中的影响,研究添加物对合金性能改善的方法。实验结果表明:添加纳米Y₂O₃、Er₂O₃可以有效的细化Ti-44Al-4Nb-1Mo的晶粒。在合金凝固过程中可以作为异质形核的质点,增加合金的形核率,阻碍晶粒的长大,从而细化了晶粒。在添加纳米Y₂O₃、Er₂O₃后,纳米颗粒发生了团聚,形成析出物分布于基体上,Y₂O₃为颗粒状分布,而Er₂O₃则是条棒和鱼刺状分布,局部Er₂O₃连接成网络形态,Er₂O₃的形态会引起应力集中,降低了合金的拉伸强度,但是对断裂韧性有利。添加纳米Y₂O₃的合金中存在更多的B2相颗粒,而添加Er₂O₃的合金中B2相含量与基体相当,合金室温下保留了更多的B2相。在合金热加工过程中,Y₂O₃、Er₂O₃的形态对合金发生动态再结晶也有影响,网络状的Er₂O₃会导致更多的位错塞积,但同时,位错也很难绕过氧化物颗粒,只会在合金中形成大量的晶格缺陷,而颗粒状分布的Y₂O₃一方面能钉扎位错,阻碍晶粒的长大,另一方面颗粒状的氧化物不能阻碍位错绕过该区域。添加纳米Y₂O₃的合金再结晶更加充分,而添加Er₂O₃的合金和基体合金再结晶不是很充分,残余层片还保留较为一致的取向。热加工后添加Y₂O₃的合金室温塑性有较大提升。不同的热处理可以促使TiAl合金得到不同的组织状态,从而影响着合金的力学性能。在热处理过程中,合金的晶粒会随着温度的增加而迅速长大。TiAl合金随温度升高时组织变化规律是:近层片组织→全层片组织→粗大全层片组织;添加Y₂O₃的合金在1270℃的温度下就获得了全层片组织,而基体TNM合金和添加纳米Er₂O₃的合金在高1300℃的温度下依然没有得到全层片。