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本文选择Nb丝作为增强体，TiAl/Ti5Si3作为基体，利用真空水冷铜坩埚感应熔炼炉熔炼合金，采用熔模精密铸造、离心浇注工艺制备了Nb丝增韧TiAl/Ti5Si3复合材料。利用扫描电镜、X射线能谱仪、维氏硬度计、冲击试验机和万能材料试验机等对Nb/TiAl/Ti5Si3复合材料的显微组织、界面结构、维氏硬度、冲击性能和弯曲性能进行了研究。结果表明，复合材料成形过程中，Nb丝与基体形成了良好的复合，Nb丝在基体中排列规整。Nb丝与基体之间发生了交互式扩散反应，形成均匀的界面层。界面反应层中靠近Nb丝一侧的厚度为1μm左右，主要由合金凝固和冷却过程中基体元素Ti和Al向Nb丝中扩散形成；靠近基体一侧的界面厚度为10μm左右，主要是Nb元素在成形过程中向基体中扩散形成。EDS分析表明，铸态复合材料界面层中合金元素从基体向Nb丝分布逐渐减少；退火热处理后，界面层中合金元素分布趋于均匀。铸态复合材料界面层的维氏硬度为514.9HV，热处理后界面层硬度上升到555.1HV。铸态基体合金材料的冲击韧性为3.44J/cm2，加入Nb丝后形成的复合材料冲击韧性提高，体积分数12%、15%和20%的复合材料的冲击韧性分别为5.04J/cm2、5.64J/cm2和6.69J/cm2。热处理对复合材料的性能产生显著影响。退火热处理后，基体合金材料和12%、15%、20%复合材料的冲击韧性分别为2.72J/cm2、5.85J/cm2、6.80J/cm2和8.22J/cm2。退火态基体合金材料的弯曲强度为654.88MPa，挠度为0.55mm，弹性模量为88.86GPa；复合材料的弯曲强度为550.54MPa，挠度为0.45mm，弹性模量为101.31GPa。复合材料弯曲强度的下降主要是因为所制备的复合材料中存在着少量的孔洞缺陷。复合材料界面层中脆性相的存在，使Nb丝和基体在裂纹扩展时发生脱离，从而对复合材料的增韧起到主要作用，其增韧机理以弱界面效应为主。