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Ti3Al基合金是一种Ti-Al系金属间化合物，其密度低，具有较高的比强度和弹性模量、高温抗氧化性和耐腐蚀性，在航空航天领域具有很广阔的应用潜力。但是， Ti3Al基合金在室温下的塑性差，难以成形，限制了其生产应用。利用材料在高温下的超塑性进行变形，可以有效解决这一问题。目前，关于Ti3Al基合金热变形行为和微观组织的研究还不完善。本文研究了Ti3Al基合金变形条件、力学行为和组织演变的耦合关系，并且对其进行固溶和时效热处理，改善室温力学性能。 本文利用高温拉伸实验，研究了Ti3Al基合金在不同热变形条件下的力学性能，分析了变形温度、应变速率对材料变形时的流动应力、峰值应力的影响。研究结果表明：Ti3Al基合金在热变形时，应力随着应变的增加迅速到达峰值，随后逐渐降低，呈“软化”现象。Ti3Al基合金在980℃时的应变速率敏感指数最大，m值为0.384；在变形条件为980℃，应变速率2×10-4 s-1时的延伸率最大，δ为710.5%。 根据高温拉伸实验得到的真应力-真应变曲线，建立了Ti3Al基合金热变形时的本构方程，求得热变形激活能Q为472.7992kJ·mol-1。根据Arrhenics模型和Backofen模型分别建立了Ti3Al基合金的材料本构方程，得到Backofen模型的拟合结果更适用于Ti3Al基合金。建立了应变软化系数r和应变差△ε与lnZ之间的数值关系，定量描述了Ti3Al基合金的软化程度。 利用SEM、TEM、XRD等检测手段，分析得到了Ti3Al基合金的热变形过程中的组织演变规律。温度升高，α2相减少，说明温度对α2相→B2相的相变过程有促进作用；应变速率升高，α2相增加，说明应变速率对α2相→B2相的相变过程有阻止作用；应变增加，α2相减少，说明变形对α2相→B2相的相变过程有促进作用。温度升高、应变速率降低，Ti3Al基合金的等轴化程度升高；应变增大，Ti3Al基合金的等轴化程度升高。Ti3Al基合金在室温下的断裂方式为脆性断裂，在变形条件为940℃~1020℃，应变速率2×10-4 s-1时的断裂方式是韧性断裂。 本文对Ti3Al基合金的原始板料进行了固溶和时效处理，研究温度和保温时间对材料室温下力学性能的影响。Ti3Al基合金固溶处理的温度升高，硬度提高；保温时间增加，硬度降低。Ti3Al基合金在低温（750℃）时效处理后，硬度显著提高；在高温（880℃）时效处理后，硬度降低。Ti3Al基合金在950℃固溶处理后再进行时效处理，屈服强度降低，并且屈强比变小；815℃时效处理后材料的屈强比最小。