Ti₂AlNb合金密度低、强度高、具有良好的抗氧化性和抗蠕变能力，是未来应用于航空航天领域的理想材料。但是由于Nb的含量较高，使得Ti₂AlNb与Ti₃Al相比密度较高，选用Ti₃Al部分替代Ti₂AlNb合金的方式，既能保证材料的性能，又可降低整体重量，提高发动机的比推力和效率。因此，研究二者的连接对于拓宽其应用领域具有十分重要的意义。本文采用直接固相扩散连接和加中间层扩散连接两种方式，对Ti₃Al和Ti₂AlNb合金进行连接，通过工艺参数的改变分析接头界面组织和性能，获得最佳接头，并深入分析了其扩散连接机理。采用直接固相扩散连接Ti₃Al和Ti₂AlNb合金，在接头界面处形成棒状细小的O相，靠近Ti₂AlNb侧有较宽的富B2相层出现，在950-1000℃的连接温度和保温60-90min的保温时间条件下，可以获得冶金结合良好、扩散反应充分的高强度的接头。在T=1000℃，t=60min，P=5MPa时获得的室温剪切强度为635MPa，获得的室温拉伸强度为795MPa，两种力学测试的接头均断裂于Ti₃Al母材一侧。并探讨了界面元素扩散连接的演变过程。由于母材在经过高温扩散连接之后，性能损伤较大，因此在扩散焊接中应尽量避免过高的连接温度。采用Ti箔中间层固相扩散连接Ti₃Al和Ti₂AlNb合金，得到的接头界面组织结构为Ti₃Al/+β双相组织/富B2相/Ti₂AlNb。随着Ti箔中间层厚度的增加，Ti、Al、Nb元素扩散无法充分进行，接头强度逐渐下降。选用10μm的Ti箔在850-900℃的连接温度和60-120min的保温时间下便可实现Ti₃Al和Ti₂AlNb的扩散连接。在T=900℃，t=120min，P=5MPa的工艺条件下，得到的室温剪切强度为651MPa，室温拉伸强度为906MPa，均断裂于Ti₃Al母材一侧。通过降低扩散连接的温度，使得整体焊件儿的拉伸强度有所提高。并研究探讨了Ti₃Al/Ti/Ti₂AlNb接头界面元素扩散的演变过程。对比Ti₃Al/Ti/Ti₂AlNb、Ti₃Al/Ti和Ti/Ti₂AlNb三种情况下的接头元素扩散程度，分析浓度梯度在元素扩散过程中所起的作用，从原子扩散的角度分析Ti箔中间层的加入促进了界面元素的扩散，在较低的连接温度下便可得到界面结合良好的接头。建立Ti₃Al/Ti和Ti/Ti₂AlNb两种模型中Al和Nb元素在Ti中的扩散方程，得出扩散系数与温度之间的扩散方程。