该文研究了TiAl-Nb合金定向凝固过程中的组织演化及缺陷的形成机制.通过在Ti-(45-50)Al合金系中加入β相稳定元素Nb改变TiAl合金的凝固顺序,实现了合金以β单相凝固或在凝固过程中尽量抑制α相的生长,并利用电磁感应区域熔化定向凝固法控制合金的宏观晶界,获得了与生长方向平行或成45°的片层组织.研究表明,在TiAl-Nb合金的凝固过程中,Nb在不同的凝固相中具有不同的分布特征:当合金以α相凝固时,Nb在固液两相中的溶质分配系数小于1;而当合金以β相凝固时,Nb在固液两相中的溶质分配系数大于1.对定向凝固组织中单个柱状晶晶粒的成分分析表明,沿柱状晶的生长方向,各元素的分布在小范围内存在"周期性"的波动,但在整个柱状晶范围内不存在单调的正偏析或负偏析.对TiAl-Nb合金的组织研究表明,在定向凝过过程中,刚玉管与熔体之间发生了一定程度的界面反应,生成了Al<,2>O<,3>颗粒和Ti-Al-O三元化合物.试样内氧含量的径向分布由中心向边缘逐渐升高,符合扩散控制下的成分分布规律.以上的成分分布特征同时表明在该定向凝固过程中,固液界面前熔体的流动可以忽略.在定向凝固试验过程中,产生了多种影响合金定向凝固组织的缺陷.这些缺陷包括表面凹陷、倒"V"状组织和柱状晶生长不连续等.其中表面凹陷的产生主要是由于凝固试棒与刚玉管之间的体积差在试棒局部受热熔化后得不到有效补偿而引起.定向凝固过程中,试样加热功率与试棒的抽拉速率之间的匹配对凝固组织有重要影响.当发生失衡,使熔区与冷却液的距离缩短,侧向热流对定向凝固组织的影响程度增大,导致倒"V"状组织的形成.试样抽拉机构在试验过程中的脉动引起固液界面前方液相中重新形核以及晶粒间的竞争生长等因素导致了柱状晶生长的不连续.