为满足航空航天领域高推进比、低能耗的要求,TiAl合金和Ti₂AlNb合金因具备优异的综合性能,如密度低、抗氧化、在高温时也保有相当的强度而备受关注,被认为是在600℃¹000℃有望代替某些镍基高温合金部件的新一代轻质结构材料。然而,这两种合金由于室温韧性较差,使得变形和铸造过程都较难得到理想的显微组织,因此理解温度对合金相变的影响机理十分重要。本文通过相场法对TiAl合金及Ti₂AlNb合金的固态相变过程进行相场模拟,与实验结果的对比分析,从而揭示其原理,预测并调控显微组织,并为其他金属间化合物的相变模拟提供了新思路。本文首先研究了金属间化合物系统自由能的构造问题。利用梯度下降法来计算亚点阵模型中的必要参数—原子占位比,即避免了第一性原理等方法的复杂过程,又具有足够的精度能够进行后续的计算。同时,将所计算的亚点阵模型耦合入相场模型中时,利用一个二次方项的势阱函数,克服了其它相场模型中序参量平衡值变化的问题,减轻了由正反傅立叶变换带来的数学误差,使整个计算体系更加稳定,计算结果更加真实有效。接着,建立了α₂-γ相变的三维相场模型,并且融入各种热力学参数、动力学参数以及晶体学的知识,不仅验证了亚点阵模型的准确性,还重现了TiAl合金中片层组织的形成及演变过程。结果发现弹性能是TiAl合金片层组织形成的主要原因,弹性能越大,片层组织的形状越扁平,而且弹性能对γ相的6个变体形状有不同的影响;在温度为1300⁹00 K的范围内,TiAl合金的片层厚度及晶粒数量呈现先增大后减小的趋势,而且TiAl片层出现大量的孪晶;在连续冷却过程中,片层组织的厚度随冷却速度的增加而降低,与实验规律一致。最后,同样利用亚点阵模型描述Ti₂AlNb合金中金属间化合物的自由能,随后构建了α₂-O相变过程的相场方程,研究了不同温度下显微组织形貌的演变过程,同时验证亚点阵模型的可靠性。结果发现Ti₂AlNb合金的三个变体在弹性能的作用下呈现正方形或矩形的形状,而且随着温度的升高,800 K、900 K、1000 K,晶粒数量逐渐增多,生长速度加快,晶粒尺寸更加细小。