高Nb-TiAl合金由于其优异的高温强度,高温抗氧化性和蠕变性能,已经成为一种先进的轻质高温结构材料。然而,在高Nb-TiAl合金凝固过程中产生的高温β相经有序化转变为室温脆性相B2相。虽然B2相降低了高Nb-TiAl合金的室温性能,然而近年来的研究发现无序的高温β相可以有效改善合金的热加工性能。另外,B2相在最近发展的Beta-GammaTiAl合金中的体积分数非常高,因此关于B2相的研究显得尤为重要；同时B2相中有序ω相的存在温度区间与高Nb-TiAl合金可能的服役温度区间重合,因此有序ω相的演变规律正逐步成为研究热点。本文主要研究了高Nb-TiAl合金中B2相区域内部有序ω相的相变规律,主要结论和创新点如下：1、研究了高Nb-TiAl合金铸态组织中有序ω相的演变规律。结果表明,高Nb-TiAl合金铸态组织中的Nb偏析区一般会有有序ω相形成。衍射分析证明有序ω相存在B82-ωo相和ω”相的结构差异。阐明了Nb偏析区在铸锭冷却过程中的成分与相结构的演变机制,尺寸不同的有序ω相颗粒的出现是Nb和W的扩散及ω。相的析出温度高于ω”相造成的。2、揭示了冷却速度对有序ω相形核长大的影响规律。不同的冷速导致不同结构的有序ω相形成。水冷样品中ω”相形核；空冷样品中ω。相和ω”相共存；而炉冷样品中ω。相长大,其间为ω”和B2相的混合组织。高Nb-TiAl合金中有序ω相的形成难以避免。3、研究了热处理对有序ω相相变的影响规律。结果表明,中温(850℃)保温时ω。相大量析出,Nb偏析区实际上由ωo+γ相构成,ω。相变体间的界面过渡平滑。阐明了α2相向ω。相的相变机制,并用“边-边”法计算表明了两者只存在两种位向关系,其中[1120]α2//[0001]ωo；(0002)a2//(1120)ωo更稳定,与TEM观察一致。高温(>950℃)短时保温即可使有序ωo相快速消失。4、研究了合金元素对有序ω相的影响规律。结果表明,ω。相在Ti-45Al-(7-10)Nb合金中是中温平衡相。而添加少量合金元素即可有效控制有序ω相的数量和形貌：Mn可以强烈抑制有序ω相的生成；W、Cr的抑制作用稍弱；Ni则强烈促进有序ω相的生成。合金元素通过改变有序ω相的析出温度来控制其形核长大。5、研究了有序ω相对高Nb-TiAl合金力学性能的影响。结果表明,少量有序ω相对合金力学性能的影响较小。在高温变形中,微米级ω。相难以强化合金；而以纳米级尺寸细小弥散分布的有序ω相可提高合金强度,这可以通过中温短时保温来实现。6、炼制了Ti-34Al-13Nb合金以研究有序ω相相变规律。此合金在中温处于ωo+α2两相区,a2相由ωo。相中直接析出。α2相变体之间的界面可以自发调整至低能量状态,表现为共格界面或者类似孪晶的界面。7、研究了B19相的相变规律。B19相在α2→ωo转变中于二者界面处出现,晶格常数为a=0.464nm、b=0.290nm、c=0.510nm。 HRTEM直接观察到B19相可作为α2相到Y相转变的过渡相,与同步辐射报道结果一致。B19相的析出温度在650℃-750℃之间,而高温短时保温即可消失。高Nb-TiAl合金中快冷获得α2相处于非平衡态。