本文将冷坩埚定向凝固技术与冷坩埚悬浮熔炼技术相结合，通过采用ANSYS有限元模拟软件的3D谐波电磁场分析模块，从冷坩埚的结构入手，通过计算坩埚内部凸台的锥度，开缝形式，屏蔽环设置等不同的情况下的磁场分布情况，进一步优化坩埚的结构。利用ANSYS软件中的物理环境转移的方法计算冷坩埚的感应加热问题，比较了不同线圈，不同底托高度，不同加载电流情况下的温度情况，优化感应线圈的设计和冷坩埚定向凝固实验的相关的实验参数。设计并且制造了悬浮式定向凝固电磁冷坩埚与悬浮式浇铸型电磁冷坩埚，采用小线圈法测量了两种坩埚内空载状态下的电磁场分布，采用熔化底托的方法验证了温度场计算的相关结果，为进一步展开定向凝固实验提供了较为合理的工艺参数。采用成分为Ti-46Al-2Cr-2Nb的TiAl合金应用悬浮式定向凝固冷坩埚进行了不同工艺参数下的定向凝固实验。通过观察铸锭的表面形貌与定向凝固宏观组织发现，改进后坩埚制得的铸锭的凝壳较之以前的情况大为减小，定向凝固组织更加平直。使用金相显微镜，扫描电镜等手段对显微组织进行观察，研究了初始凝固区的组织演化规律，不同工艺参数下的固液界面的形貌与枝晶的生长状况，比较了工艺参数对定向凝固稳态生长区显微组织的影响，研究了定向凝固组织中出现的析出相的成分组成与发生CET转变的原因。