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TiAl基合金因其熔点高、密度低、比强度和弹性模量高、结构稳定性好、高温抗氧化性和耐腐蚀性良好、阻燃性好而引起了国内外学者的关注。诠释合金性能和成分、结构的关系，研究其合金化机制，是TiAl基合金研制过程中亟待解决的科学问题。相图是合金化的基础，创建于20世纪70年代的CALPHAD方法，已经成为多元体系相平衡研究和材料设计的有效途径。作为国家自然科学基金项目“新型TiAl基合金的相关系和合金化机制研究”（No.51071142）的一部分，本论文在CALPHAD方法框架下，将关键实验、量子力学第一性原理计算和热力学评估相结合，建立了全成分范围内Al-Cr-Nb-Ti四元系的热力学数据库。论文的主要研究内容包括：（1）在系统查阅Al-Cr-Nb-Ti四元系相关的相图、热力学实验信息和热力学优化评估结果的基础上，确定了该四元体系中各个相的热力学模型，构筑了包括Al-Cr，Al-Nb，Al-Ti，Cr-Nb，Cr-Ti，Nb-Ti六个二元系以及Al-Nb-Ti三元系的Al-Cr-Nb-Ti体系初级热力学数据库。（2）针对Cr-Nb-Ti三元系实测相图存在的矛盾，设计相平衡实验的试样成分，借助X射线衍射和电子探针微区成分分析，测定了Cr-Nb-Ti三元系1200℃时关键试样的相组成、相成分以及显微形貌。（3）采用置换溶体模型描述液相、bcc相和hcp相，采用双亚点阵模型（Cr,Nb,Ti）2（Cr,Nb,Ti）描述述LavesC14、C15和C36相。利用第一性原理计算得到LavesC14、C15和C36相中端基Nb2Ti和Ti2Nb的生成能。在此基础上，优化得到Cr-Nb-Ti三元系的热力学模型参数。计算得到的三元相图和实验数据吻合较好。（4）针对文献中报道的Al-Cr-Nb三元系和Al-Cr-Ti三元系热力学评估中所采用的子二元系热力学描述不一致问题，对这两个三元系重新进行了评估，得到了全成分范围内Al-Cr-Nb-Ti四元系的热力学数据库。