高铌TiAl合金和Ti₂AlNb合金作为新兴轻质高温Ti-Al合金,是航空航天等领域应用的理想材料。本文对高铌TiAl合金自身以及高铌TiAl与Ti₂AlNb合金进行直接扩散连接,研究了扩散连接工艺对接头微观组织和力学性能的影响,获得最佳连接工艺参数,分析了接头的断裂位置和断口形貌,综合探究了接头组织,力学性能,断裂位置以及断口形貌之间的联系,阐述了扩散连接接头的形成机理。对高铌TiAl合金进行直接扩散连接连接,连接界面处主要为再结晶的转变,随着连接温度的升高及保温时间的延长,将其分为六个阶段。孔洞闭合阶段,随着原子不断扩散,孔洞消失;再结晶形核前期,随着位错在连接界面处不断堆积,畸变程度小的一侧的晶粒边界向大的一侧延伸;再结晶形核后期,随着位错的进一步堆积,边界向畸变程度小的一侧延伸,再结晶形核完成;再结晶长大阶段,随着连接温度的升高或保温时间的延长,再结晶晶粒不断长大,位错不断减少;连续动态再结晶发生及物相转化阶段,当达到一定温度时,连接界面处发生连续动态再结晶。当连接温度达到1125°C时,母材及接头内部出现物相转化,造成连接界面处α2相增多,不利于接头性能提高;接头完全形成阶段,连接界面处再结晶晶粒尺寸不断增大,数量不断增多,此时接头剪切强度达最大值为154.3MPa。保温时间和压力对再结晶的影响与温度有相似之处,但过大的压力,会抑制再结晶晶粒的长大。不同连接工艺参数下,断裂形式以脆性断裂为主。在高铌TiAl合金和Ti₂AlNb合金直接扩散连接过程中,随着连接温度的升高或者保温时间延长,连接界面处主要表现为物相的转化,其可分为四个阶段。孔洞闭合阶段,两侧母材原子扩散更加充分,连接界面处孔洞消失;（Al（Ti,Nb）₂+Ti₃Al）混合层以及Ti₃Al层形成阶段,由于Nb原子在连接界面处的积累及Al原子的扩散,在连接界面处生成Al（Ti,Nb）₂相和Ti₃Al相,此时界面结构为Ti₂AlNb合金/Al（Ti,Nb）₂+Ti₃Al/Ti₃Al/高铌TiAl合金;O相形成阶段,Al原子穿过混合层进入Ti₂AlNb母材中,致使O相形成,此时界面结构为Ti₂AlNb合金/Ti₂AlNb/O/Al（Ti,Nb）₂+Ti₃Al/Ti₃Al/高铌TiAl合金形成;Ti₃Al过渡层形成阶段,随着原子进一步扩散,Al（Ti,Nb）₂相逐渐消失,O相层变为不连续状态,连接界面处形成Ti₃Al过渡层,界面结构为Ti₂AlNb合金/Ti₃Al/高铌TiAl合金,此时接头强度达到最大值为66.1MPa。不同连接工艺参数下接头的断裂形式均为脆性断裂。