TiAl合金具有高比强度、高熔点、高比模量和良好的耐腐蚀性能,但其室温塑性低和难成形的特点导致其应用受到了限制。本文利用快速凝固制备晶粒细小、组织均匀的Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金粉末,并且采用放电等离子烧结方法制备Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金,研究不同烧结条件参数下合金的组织和力学性能,分析其烧结致密化机理,对最佳工艺参数合金进行了热变形实验,得到本构方程以及热加工图,并对其热变形过程中的组织演变规律进行了研究,确定适宜的热变形工艺参数范围。气雾化制备Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金粉末的快速凝固组织为亚稳定的α2相组织特征。粉末的冷却速度均高于104K/s,且随着冷却速度的增大,粉末内部凝固组织从树枝晶转变为胞状晶。采用DSC测定其共析温度Te约为1250℃,α相转变点Tα温度约为1310℃。通过放电等离子烧结的方式制备了Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金块体材料,随着烧结温度的升高,合金组织从非平衡初始组织逐渐变为近γ相组织、双态组织及全片层组织。烧结压力50MPa下,当烧结温度超过1150℃时,合金致密度达到最大值。具有最佳综合力学性能的合金烧结条件为烧结温度1150℃,烧结压力50MPa,烧结时间7min,采用原始雾化粉末为原料,其室温压缩最大真应力1895.6MPa、塑性变形量32.59%。不同烧结参数下合金的致密化过程中,影响致密化的主要参数为温度和压力。当烧结温度较低(<1100℃)时,合金致密化机理主要为温度提高导致的变形应力降低,在烧结压力作用下粉末产生的塑性变形。当烧结温度较高(>1100℃)时,首先在烧结压力作用下产生的塑性变形提高了致密度,同时高温促进了原子之间的扩散,进一步弥合了粉末之间的边界。高温热压缩实验发现,Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金是应变速率和温度的敏感材料,其流变应力随着变形温度的提高和变形速率的降低而减小。根据应力应变曲线计算得到合金的热变形激活能Q=414.514kJ/mol,并且得到了高温本构关系方程。结合失稳判据绘制Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金的热加工图,根据热加工图得到了该合金适宜热加工区间为:应变速率不大于0.01/s,加工温度大于1150℃。另外,当变形温度达到1200℃左右时,可以得到组织均匀且晶粒细小的变形后组织。通过对动态再结晶GOS值与lnZ值的综合分析,结果表明:随着lnZ值的下降即变形温度提高和变形速率的降低,合金的再结晶比率先增加后下降。对于变形速率为0.01/s时,动态再结晶在低温(1100℃左右)时不够充分,得到的合金组织不均匀。当变形温度提高至1250℃时,可以得到均匀的等轴双态组织。对于变形速率为0.001/s的合金组织,动态再结晶在低温(1100℃左右)时可以得到较为良好的细晶等轴双态组织。但当变形温度提高至1250℃左右时,再结晶率不增反降,且晶粒发生异常长大。因此,在1200℃~1250℃、变形速率为0.01/s的条件下进行热加工是比较合适的热变形参数条件。