本文主要进行了TiAl基合金在压缩状态下的变形、损伤以及断裂机理的研究,并结合实际应用进行了连接试验和有限元模拟计算工作。得出了TiAl基合金在压缩状态下的损伤描述参数、全层组织和双态组织的断裂机理以及加载速度对性能及断裂形态的影响。结果表明:(1)压缩状态下TiAl基合金的性能优于拉伸状态下的性能,压缩状态下预加载-卸载过程对TiAl基合金整体的压缩性能几乎没有影响,直至卸载应力超过最大的压缩应力之后,由于损伤的积累程度较大,形成主裂纹,使得有效承载面积下降,从而在再加载过程中断裂应力整体下降;(2)压缩状态下,当外加压缩应力达到800MPa时,试样表面产生四种裂纹:(a)平行于压缩轴方向的纵向沿层裂纹;(b)与压缩轴方向成较小角度的纵向沿层裂纹;(c)与压缩轴方向成较小角度的纵向穿层裂纹;(d)纵向的穿晶(γ晶粒)裂纹。随着加载应力的增加,试样表面裂纹密度明显增加,但裂纹长度仅限于晶粒尺寸的大小;(3)全层组织和双态组织在压缩状态下,首先在试样端部产生剪切裂纹,双态试样由于晶粒尺寸较小,裂纹形成和扩展程度均较小,在正应力的作用下,产生平行于压缩轴方向的纵向裂纹,最后裂纹之间互相贯穿,使得试样发生最后的正断,因而纵向正裂纹主要控制着整个试样的最终断裂;而对于全层试样来说,由于晶粒尺寸较大,层间的结合力较弱,裂纹形核和扩展更加容易,而正向断裂应力又较高,所以试样端部产生的剪切裂纹得以继续扩展,最后在剪应力的作用下,两端的剪切裂纹通过中间剪切韧带的断裂相互连接起来,所以剪切裂纹控制了试样的整体断裂;(4)加载速度不仅对宏观的力学性能参数有一定的影响,而且对两种组织的微观断口形态也有一定的影响;(5)轴套材料、轴套壁厚以及TiAl基合金涡轮轴直径,轴直臂段长度,过盈量大小,连接件机械加工质量以及装配温度和环境的稳定性对实际机械工程应用中增压涡轮器的连接强度均有一定的影响;(6)通过ABAQUS有限元计算分析表明连接件内部伴生内应力的大小和分布与连接件的几何尺寸以及结构有密切的关系。整个连接件整体处于弹性变形状态,但在局部区域内有微小的塑性变形产生,在配合面末端部位产生应力突变和应力集中,当添加去应力槽后,对应力突变和应力集中有一定的释放效应。