TiAl合金是一种新型的轻质高温结构材料,具有比强度高、抗蠕变性好、耐腐蚀性强、密度小、阻燃等优点,有望在600℃⁹00℃温度范围内取代传统镍基高温合金和价格昂贵的阻燃钛合金应用在飞机发动机叶片、汽车增压涡轮和燃气轮机上,实现发动机减重,提高涡轮响应速率的目的,从而降低能源消耗,提升性能。但是TiAl合金的室温脆性严重限制了其工程化应用的步伐。本文选用Ti-48Al-2Cr-2Nb合金作为研究材料,采用金相显微镜、扫描电镜、XRD等测试方法,研究了添加不同含量Y元素的中间合金和纳米Y₂O₃粉的微合金化,以及采用不同的热处理工艺等方法对Ti-48Al-2Cr-2Nb的组织和性能的影响,探讨改善其性能和组织的合适方法。实验结果表明:稀土Y元素可以有效的细化Ti-48Al-2Cr-2Nb的晶粒。添加含Y中间合金后TiAl合金内的析出物是Y₂O₃,它在合金凝固过程中阻碍了晶粒长大,从而细化了晶粒;随着Y元素添加量的上升,合金中的析出物逐渐增多,形态逐渐变化,当达到0.8at.%时析出物连接成网状,硬度也逐渐增大,但是强度和延伸率都是先增加后降低,当Y元素含量是0.1at.%时,合金的强度和伸长率都达到最大。添加纳米Y₂O₃可以细化晶粒并促进块状γ相的生长。合金中最终的析出物是Y₂O₃,与添加等量Y元素含Y中间合金的TiAl合金相比,添加纳米Y₂O₃的TiAl合金的晶粒更为细小,强度和塑性也更高;随着纳米Y₂O₃添加量的提高,TiAl合金的硬度、强度和塑性都表现出先增加后降低的趋势;添加纳米Y₂O₃颗粒的TiAl合金中的Y₂O₃形成机制不同于添加了含Y中间合金的TiAl合金,前者是通过Y₂O₃溶解再析出机制生长,不需要额外的氧元素,后者是通过Y元素与Al2O3反应生成Y₂O₃。合适的热处理方式可以使TiAl合金的变形方式由单纯的弹性变形改变为弹塑性变形。随着热处理温度的提升,合金的晶粒逐渐增大。合金的组织演变过程是:近层片组织→全层片组织→粗大全层片组织;热处理并没有改变合金中相的组成,但是随着热处理温度的提高,合金中的析出物形态由带尖锐棱角的析出物转变为曲率半径增大的圆角析出物;析出物在热处理过程中发生偏聚,一部分长大成为具有规则几何外形的析出物,一部分堆积在晶界恶化性能;随着热处理温度的提高,合金的硬度、强度和伸长率都是先增加后降低,其中1370℃,8h,炉冷热处理后的合金变形方式是弹塑性变形。