合金组织的演化是一个比较复杂的动态过程,既涉及到宏观尺度上的传热及动量传输,又涉及到微观尺度上的晶粒生长与晶体成核。因此,除了需要控制不同的参数外,还需控制复杂的边界条件才可以实现对微观组织凝固过程的控制。随着计算机技术的飞速发展,微观组织计算机模拟已经成为研究金属凝固过程的重要手段之一。相场法在描述合金的凝固过程中,引入序参量,有效的解决了追踪复杂界面的问题,并且容易与其他外部场进行耦合,物理模型清晰,已被广泛应用于合金凝固模拟。相场法以金兹堡-朗道理论为基本原理,建立微分方程组,能够体现扩散、热力学驱动的综合作用。引入相场变量?来描述固液界面处的演变过程,把微观模拟过程与实际宏观过程相结合,建立与温度场和相场相互耦合的序参量方程、温度控制方程的微分方程组,从而更合理真实的模拟合金的凝固过程。本文首先简单的介绍了相变理论及相场的基本模型,因为等温相场模型忽略了金属凝固时潜热的释放,不能准确实现对相场的模拟,所以本文建立了非均匀温度场下二元合金枝晶生长的相场控制方程,通过引入耦合参数把相场与温度场结合起来,实现对Ti-Al合金枝晶生长过程的模拟,研究了各向异性系数,热扩散系数和耦合参数三个相场参数对枝晶生长形貌和生长速度的影响,对模拟结果进行分析,得出了下列结论:1)在非均匀温度场下,各向异性系数的增大能够使枝晶生长速度变大,并使枝晶形貌变得发达,对二次支臂的生长起到促进作用。2)在非均匀温度场下,热扩散系数能够抑制枝晶二次支臂的生长,热扩散系数的增大能够减缓枝晶的生长速度,并使枝晶形貌难以达到成熟。3)在非均匀温度场下,耦合参数能够促进枝晶生长速度,让枝晶主轴生长趋势明显,并且能够促进二次支臂的生长。4)在相同的各向异性系数、热扩散系数和耦合参数取值下,循环时间步的增加会使枝晶形貌变得更明显。这些结论对实际控制Ti-Al合金组织的形成有一定参考价值。