作为Ti₃Al基多相合金集成设计的第一步,本文运用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算研究了Nb合金化及其浓度对α₂、O和β₀单相Ti-Al-Nb合金基本力学性质的影响,结果表明:（1）在x=2¹2 （原子百分数,at.%）时,D0₁₉-Ti-25Al-xNb晶体的抗拉强度（σb）与α₂相合金的弹性模量（B,E和G）随x增加而增大;在x = 0⁶时,α₂-Ti-25Al-xNb合金脆性有一定改善,且x值越大韧化效果越好;但在x=7⁹时,相对于α₂-Ti₃Al,合金脆性不但没有得到弱化,反而随x增加而加剧;随后,当x进一步增大时,合金延性又随x增加再次增强,至x=12时,α₂-Ti-25Al-xNb合金的韧化效果最好。通过电子态密度（DOS）和投影电子态密度（PDOS）等电子结构的分析,初步解释了Nb的这种强化与韧化作用。（2）当Nb合金化浓度上升为x=13³0时,α₂-Ti₃Al合金几乎都转化为O-Ti2AlNb合金,相对于α₂-Ti₃Al合金而言,O-Ti-25Al-xNb （x=13³0）合金有更好的延性,但其切变模量和Young’s模量相对较低。Nb浓度x对O-Ti-25Al-xNb合金的弹性模量（B、G、E）和延性有明显影响。在x=13¹9时,O相合金延性略有改善,但在x=19²4时,合金延性开始减弱,而合金弹性模量则随x增加而增大。在x=24²6时,合金延性随Nb浓度增大急剧上升,弹性模量则陡降;此后,当x进一步增大时,合金的弹性模量又开始增大,合金延性呈减弱趋势。（3）只有当Nb含量约> 8.0 at.%时,β₀-Ti-（50-x）Al-xNb合金才稳定存在,计算与实验结果基本吻合;β₀-Ti-（50-x）Al-xNb合金的稳定性随着x增加而增大,合金弹性模量递增;相对于γ-TiAl合金,9.375 at.%的Nb合金化对β₀-Ti-（50-x）Al-xNb合金的韧化效果最好,进一步增大Nb浓度时,β₀-Ti-（50-x）Al-xNb合金的延性趋于下降。