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采用添加不同比例的钒元素和铌元素,设计了Ti-45Al-4.5V-4.5Nb-0.3Y,Ti-45Al-6V-3Nb-0.3Y , Ti-45Al-7V-2Nb-0.3Y , Ti-45Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y四种TiAl基合金。其典型的组织为近层片组织,相组成为γ相以及少量的B2、α2相和YAl2相。通过热模拟实验,确定Ti-45Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y合金在高温下具有较低的流动应力,并表现出较好的塑性。进一步调整铝含量优化成分,得到Ti-41Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y和Ti-43Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y合金。Ti-41Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y合金在热变形过程中的峰值应力达到37.4Mpa,表现出较好的高温塑性,适合高温锻造及轧制。Ti-41Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y的抗压强度为2040Mpa,压缩率为23%; Ti-43Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y的抗压强度为1700Mpa,压缩率为19%。采用水冷铜坩埚真空感应熔炼工艺制备Ti-43Al-9V-0.3Y合金铸锭。结果表明,铸态TiAl基合金的相组成为α2、γ、BB2和少量的YAl2相,铸态组织的平均晶粒在80μm。采用包套锻造方法制备TiAl基合金饼材,锻后合金的相组成仍为α2、γ、B2和YAl2相。经过塑性变形和再结晶过程,合金中的片层组织消失,晶粒得到明显细化。采用包套轧制技术制备了表面质量良好的尺寸为368×120×2mm的TiAl基合金板材。轧态Ti-43Al-9V-0.3Y合金的显微组织为细小的近γ组织,γ晶粒平均尺寸约为20μm,B2相呈网络状分布在γ晶粒周围,此外,还有极少量细小的YAl2颗粒均匀分布在合金当中。轧态Ti-43Al-9V-0.3Y合金力学性能得以提高,抗压强度可高达到2901Mpa,压缩率为41.7%。