γ-TiAl合金因具有低密度和良好的高温性能成为航天航空等领域重要的新型高温结构材料之一。但是γ-TiAl合金存在难加工性、室温塑性差等问题,在加工过程中不可避免的产生残余应力、亚表面损伤以及微裂纹等缺陷,严重影响工件的加工质量和服役性能。为此,在微纳尺度下研究纳米切削中缺陷的演化过程,阐述切削参数对缺陷产生的影响规律,提取切削中缺陷的声发射信号,阐释缺陷及其声发射响应之间的关系,为实现通过加工参数调控缺陷的产生和分布,改善其加工质量具有重要意义。为此,本文针对单晶γ-TiAl合金在纳米切削中裂纹的产生过程进行了研究,分析了加工过程中裂纹萌生与演化时的声发射响应,建立了声发射信号特征和缺陷演化之间的对应关系,为通过声发射信号实时监测纳米切削过程中缺陷的演化和分布提供理论支持,为实现通过调控加工参数改善加工质量和提高服役性能提供理论参考。本文主要研究内容有以下三个方面:1)采用分子动力学方法模拟了单晶γ-TiAl合金纳米切削,建立了不同切削参数下的切削模型,讨论了切削参数对纳米切削过程中裂纹形成的影响。随着切削速度的增大,接触式非晶化（CIA）无法及时消耗切削能量,进一步在工件内部引起应变式非晶化（SIA）,形成成熟的锯齿状切屑;同时,裂纹形成的深度会减小,并且主要损伤形式由位错转变为相变。当切削深度在一定范围时,随着切削深度的增加,裂纹形成则需要更多的时间;沿[1 00]晶向切削时,裂纹的扩展方向与切削方向一致,裂纹形貌大致相似,切削参数对裂纹扩展的方向和形貌影响较小。此外,切削参数不同,裂纹形成时的应力也会不同。2)从原子尺度阐述了单晶γ-TiAl合金纳米切削中裂纹的形成过程,分析了锯齿状切屑对裂纹形成的影响。由于位错缠结导致应力集中,形成类晶界的非晶原子带,阻碍剪切带的持续形成,最终以裂纹的形式释放应力;裂纹在非晶原子带和单晶交汇处形成,裂纹尖端呈现拉应力集中,促进裂纹的形成和扩展。锯齿状切屑也是影响裂纹形成的一个因素,切削速度和切削深度增大都会加剧锯齿状切屑的形成。与此同时,由于原子键能不同,钛层具有更高的弹性变形程度,而铝层的弹性变形程度相对较低。3)研究了单晶γ-TiAl合金纳米切削中缺陷的声发射响应,分析了切削过程中各类缺陷的演化过程,对切削过程中声发射信号的频率和功率在时域特征上进行了分析;切削过程中的压应力将会导致声发射功率下降;在时域上,通过对微观缺陷演化和声发射功率-频率对比分析,阐述了纳米切削过程中晶格振动、剪切带以及裂纹萌生与扩展的声发射信号响应特征,并通过聚类分析得到了损伤的功率和频率特性。