TiAl合金作为一种新型的轻质高温结构材料,具有高比强度和比模量、良好的抗蠕变性及耐腐蚀性、密度小等优点,在航空航天及汽车工业领域的应用前景广阔。但是传统铸造TiAl合金的组织粗大,高温强度较低。所以改善TiAl合金组织,提高合金的高温力学性能是目前TiAl合金研究的重要方向之一。本文通过在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金熔炼过程中加入纳米Y₂O₃及热处理改善合金的力学性能。对合金升降温相变过程、添加纳米Y₂O₃对合金组织和性能的影响、析出相及热处理等方面做了系统的研究。本文采用水冷铜坩埚真空感应凝壳熔炼炉制备了不同纳米Y₂O₃含量的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金铸锭。研究表明添加纳米Y₂O₃可以提高合金的室温及高温拉伸强度,且随着纳米Y₂O₃添加量的增加,合金的室温及高温拉伸强度呈现先增大后减小的规律。添加0.05%纳米Y₂O₃的合金的强化效果最佳,具有最优的力学性能。其室温下的抗拉强度由原始Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的379MPa提高至646MPa;600℃下的抗拉强度为669MPa,650℃下的抗拉强度为716.3MPa,700℃下的抗拉强度为703.8MPa。对合金升降温相变过程的研究发现在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中添加纳米Y₂O₃会影响合金升/降温过程中的相变温度。试验结果显示在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金添加0.05%纳米Y₂O₃会提高合金α2/γ片层→α相的转变温度、α→α相+液相的转变温度以及α相+液相→β相的转变温度,但是会降低α转变温度及β相→液相的转变温度,从而使得α+α2/γ相区及β相+液相相区温度区间变小。对合金微观组织的研究发现添加纳米Y₂O₃可以细化Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的晶粒尺寸,其中添加0.05%纳米Y₂O₃可以使Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的平均晶粒尺寸从未添加的650μm细化至170μm;添加纳米Y₂O₃会细化Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的α2/γ片层间距。添加0.05%纳米Y₂O₃的合金的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的α2/γ片层间距由原始的560nm细化至160nm。对析出相的研究发现富钇相在合金中的存在形态会随着纳米Y₂O₃添加量的不同而变化。在添加0.025%纳米Y₂O₃的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中,富钇相以块状形式存在,其化学组成为Y₂O₃;随着纳米Y₂O₃添加量的增加至0.05%,富钇相的形态由块状转变为了块状+长条棒状;当纳米Y₂O₃添加量达到0.075%时,合金中的富钇相的形态再次发生了变化,变为了树枝状+鱼骨状+羽毛状,且其分枝十分尖锐;添加0.1%纳米Y₂O₃的合金中富钇相的形态与添加0.075%纳米Y₂O₃的合金中的一致。对添加纳米Y₂O₃的合金进行淬火+回火热处理发现当回火时间为3h时,合金最终的组织为双态组织;当回火时间为6h时,合金得到近片层组织;当回火时间为9h时,合金最终的组织为全片层组织。热处理过程中合金中富钇相的形态会发生明显变化。随着高温下加热时间的增长,合金中的富钇相会逐渐发生球化,添加0.05%纳米Y₂O₃的合金中的富钇相的形态由原始的块状+长条棒状逐渐转化为块状+球状;添加0.075%纳米Y₂O₃的合金中的富钇相的形态由原始的尖锐鱼骨状+羽毛状+树枝状逐渐转变为块状+球状。