TiAl合金具有低密度、高弹性模量、良好的高温强度以及优异的抗蠕变、抗氧化和抗烧蚀性能等优点,是航空发动机和汽车等耐热部件的最佳候选材料。由于TiAl合金的室温本征脆性,在常温下很难进行塑性变形,制约其拓展实际应用。研究表明,高熔点合金元素Nb的添加,不仅可以提高合金的熔点及有序化温度,同时还显著提高了TiAl合金的高温强度和抗氧化性能。而组织定向化则是改善和提高材料高温性能的有效手段,在拉伸应力方向具有平行晶界的定向显微组织结构的材料,具有高的疲劳抗力、优良的抗蠕变性能和良好的抗裂纹扩展能力,有利于提高合金的强度及韧性。本文以Ti45Al-Nb合金,研究了抽拉速率、热区温度及不同Nb含量对合金区域定向退火过程中组织演化规律的影响,系统探明合金片层取向及片层间距的变化规律,分析了经过不同区域定向热处理后组织硬度性能的变化规律。实验结果表明抽拉速率对组织演化具有显著影响。抽拉速率过快或者过慢都不能得到理想的柱状晶组织。在相同热区温度下,随着抽拉速率的提高,合金片层间距减小,发生剪切变形时穿过的片层数目增加,阻力增大,显微硬度增加。当抽拉速率不是很大时,随着抽拉速率的增加,组织中a2体积分数增加明显,γ相体积分数变化不大；当抽拉速率很大时,随着抽拉速率的增加,α2相Y相体积分数都有所增加。随着热区温度的提高,获得大长径比柱状晶所需的抽拉速率增加。抽拉速率相同的情况下,热区温度越高,越有利于形成柱状晶。此外,生长柱状晶的热区温度存在一个临界值,即相变点以上。当低于这个临界温度时,无论怎么改变抽拉速率,都不能获得柱状晶组织。并且随着热区温度的升高,合金的片层间距稍有减小。随着Nb含量的增加,在相同热区温度,相同抽拉速率的条件下,定向生长区稳定生长阶段的柱状晶越来越长,柱状晶的长径比也越来越大,柱状晶的晶界也越来越平直,晶界方向与生长方向近似平行。同时,Nb元素的加入扩大了p相区,并且降低了T。转变点。随着Nb含量的增加,在相同的区域热处理工艺下,合金片层间距有逐渐减小的趋势。