钛铝基合金密度低、比强度高,在高温下具有良好的抗氧化和抗蠕变性能,可代替传统的镍基高温合金,在航空、航天及汽车发动机领域受到青睐。传统钛铝合金制备工艺流程长、成本高、设备复杂,而铝热还原工艺流程短、设备简单、原料廉价易得、成本低,但铝热还原渣-金分离效果差,为提高渣-金分离程度,本文在超重力条件下采用铝热还原法制备钛铝基合金。在超重力条件下,超重力系数增加,流体之间相对运动速度增加,强化传质过程,促进渣-金分离,提高合金收率。为实现在超重力条件下铝热还原,首先自行改造超重力试验装置,实现了在线点火、在线加热及在线测温。本文在理论上分析研究了超重力条件下铝热还原钛渣制备钛铝基多元合金和强化渣-金分离基本原理,以及钛铝基合金中Fe、Si、Mn元素对合金脆性的影响机理。通过实验探索超重力系数、旋转时间及点火方式等因素对渣-金分离程度、合金收率、合金密度、硬度及微观组织的影响规律,最后通过正交实验得出相对较好的超重力工艺参数。实验结果表明:常规重力条件下渣-金分离程度为60.7%,合金收率为59.1%,超重力条件下,渣-金分离程度为81.1%,提高了20.4%,合金收率84.2%,提高了25.1%;超重力条件下合金组织得到细化,合金密度及硬度提高,但超重力前后合金化学成分基本不变。超重力铝热还原明显提高了渣-金分离效果,同时为钛铝基合金的制备提供了一个新思路,具有一定的学术和实用价值。