TiAl基合金由于其低密度、高比强度、高温下良好的蠕变性能等优点在航空航天、汽车工业等领域有很大的应用前景。为了克服其室温脆性,需要通过热处理准确控制合金显微组织,但Ti Al基合金化学性质较活泼,高温下易与大多数介质发生反应,污染合金成分。感应加热作为一种非接触的加热方式,具有无污染、加热速度快、加热温度高及易精确控制等优点,为Ti Al热处理过程成分的纯净性和组织调控提供了有力依托。但目前针对感应加热过程的研究多集中在碳钢的表面淬火或焊管的热处理,其加热时间短,热区温度相对较低,对轴向温度梯度无特殊要求,与Ti Al的感应热处理过程区别较大。本文系统研究了感应器结构、电源参数、冷却方式等对Ti Al感应热处理不同阶段的宏观温度分布的影响,为实际的感应热处理工艺提供理论依据。本文首先经过必要的简化,建立了感应热处理过程的温度场传热模型,并通过多载荷步设置配合单元抑制与激活的方法解决了工件移动过程中模型不断变化的关键问题,实现了Ti Al工件移动过程中温度场的动态仿真。分析了感应加热温度场分布的一般规律,热区中心和线圈中心基本重合,紧邻热区的位置存在快速传热区间,在径向上,工件外表面存在约3～5mm深的侧向散热区,而工件内部温度分布较均匀。模拟分析了不同感应器结构下的稳态温度场。模拟结果显示,单匝线圈产生的温度场均匀性较差,当线圈与冷却液逐渐远离时,工件内的最大温度梯度减小,相变温区与高温度梯度区重合的区域宽度增加。平面型感应器优点是具有较强的集中加热效果,其缺点在于加热区间短且线圈导致的涡流损耗较大。对不同截面尺寸的单匝线圈产生的温度场分析结果表明,高度较高的线圈产生的磁场的电流透入层的轮廓趋于平直,产生的温度场均匀性明显优于低高度线圈;线圈截面形状对感应加热效果的影响较小;线圈匝间距增加时,工件表面的涡流分布由连续分布,转变为双段式分布,线圈叠加效应逐渐减弱。升温过程中,工件内部温差逐渐减小,通过调节电流大小可以调整温度与温度梯度形成的配合区域宽度;频率增加时,工件的侧向散热层厚度随之减小;不同截面形状工件的温度场分布规律基本相同,矩形截面工件虽然有较大的热区温度,但由于轮廓尺寸较大,工件内温度梯度呈放射状,且内外表面温差较大,不利于组织控制。热区缓慢移动过程中,最高热区温度缓慢降低,温度波动范围在10℃左右。分析比较了热区移动时的静态和动态仿真结果,热区移速为5mm/min及10mm/min热区中心瞬时温度无法达到稳态温度分布。热区向上移动过程中发生自然冷却,随移速从1mm/min增至10mm/min时,冷却速率由0.219℃/s增至1.86℃/s。热区空冷可以分为前期和后期两个阶段,主要区别在于前期冷却速率较快可达11℃/s且热区中心位置偏移程度较小。温度场和磁场的实验测量结果表明,数值模拟和实验测量得到的磁感应强度分布呈现出较好的一致性,而在热区边沿温度场的测量数据高于模拟结果,这是因为Ti Al导热率随温度降低而降低,减缓了热区边沿温度降低的趋势。