TiAl合金是一种新型高温结构材料,具有比重低、高温比强度高、抗氧化性能好等特点,是用于航空航天关键的理想材料,但是TiAl合金其本身的室温脆性及塑性低限制了其进一步发展。研究表明,使TiAl合金组织均匀细小能够改善TiAl合金组织性能。目前,常采用热机械处理工艺获得均匀细小的TiAl合金组织,一般包括:锻造、挤压等。TiAl合金锻造时,如操作不当,极易出现热塑性不足和开裂问题;而挤压工艺要求模具性能较高,造价较为昂贵,而且挤压后坯料不易拆卸,针对各工艺存在的缺陷提出了TiAl合金的包套镦粗工艺,该工艺易于在普通液压机上实现,并使TiAl合金处于近等温锻造状态,可以有效地细化TiAl铸锭合金粗大的层片组织。本文以TiAl合金包套镦粗为主要研究内容,理论分析了TiAl合金的流变过程,研究了包套镦粗的力学状态,并给出了变形协调的概念和计算模型,计算了包套镦粗的变形力及变形协调时的壁厚值。利用DEFORM-3D有限元模拟软件,分析了不同壁厚、高径比下的TiAl合金包套镦粗的变形过程和变形应变场的云图状态,从而直观揭示了其变形协调性,发现TiAl合金在高径比为1:1,不同的壁厚(t=3mm、5mm及8mm)时,其变形均较为协调。高径比为2:1时,试样发生了不同程度的失稳。通过TiAl合金的包套镦粗实验,分别选取TiAl合金的高径比1:1、1.5:1、2:1,包套壁厚为3mm、5mm、8mm,实验后发现高径比为1:1时,所选壁厚越大变形协调性越好。高径比为2:1时,试样发生了不同程度的失稳。通过实验与模拟结果对比,发现两者在高径比为1:1、1.5:1时是基本吻合的。