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γ-TiAl基合金高温强度高，密度低，抗氧化性能好，是一种很有前景的高温结构材料，在航空航天（如涡轮叶片）和汽车（如排气阀）产业有良好的应用前景。然而，在实际铸造或加工过程中，不可避免地会引入小孔洞及划痕等缺陷。γ-TiAl是种较脆的材料，对这些缺陷非常敏感。对带有表面缺陷的γ-TiAl的塑性形变及断裂行为的原子尺度细节的理解对于钛铝基合金的表面质量控制和应用有重要意义。为此，采用分子动力学方法模拟了理想γ-TiAl块体、板和截面为正方形的棒以及带有各种类型和尺寸表面缺陷的棒在不同温度和应变速率下沿[001]和[010]方向的拉伸和压缩，以及循环加载过程，以在原子尺度研究缺陷对γ-TiAl单晶形变及断裂的影响。结果表明，[001]拉伸时理想块体发生脆性断裂，表面和棱会降低材料强度并为位错提供形核点。表面和棱上的缺陷会进一步降低样品的强度，其影响依赖于缺陷类型、尺寸、位置和取向，其中，棱上凹坑是最有效的形核点。对于带有表面凹坑的棒，位错形核点同时依赖于凹坑尺寸和拉伸应变速率。只有大于某个临界尺寸的凹坑可以引发位错形核，而且这一临界尺寸依赖于应变速率。降低强度的同时，一些缺陷有利于位错形核，如适当控制可提高钛铝的塑性。表面划痕的影响依赖于其方向和形状。与加载方向垂直的尖划痕会引发裂纹，而与之平行者影响很小。因此，加工过程中应该避免产生与加载方向垂直的尖划痕。γ-TiAl在[001]拉伸过程中引发由四个1/6<112>偏位错组成的<011]或1/2<112]超位错，而[001]压缩过程中产生孪晶，具有显著的拉压不对称性;而沿[010]方向拉伸和压缩过程中均产生普通位错。 Ti2448(Ti-24Nb-4Zr-8Sn(wt％))是一种新型亚稳β型钛合金，具有低模量和高强度，已开始应用于医疗等领域。该合金塑性形变机制有别于传统合金，也与口香糖金属(Gum Metal)不同，但目前对其特殊塑性形变机制尚缺乏清楚的认识，限制了其进一步应用。体心立方金属的塑性形变常在{110}和{112}面上同时发生，对形变机制的分析造成困难，本文用静力学方法模拟了Mo、β-Ti和Ti2448三种体心立方材料的两个主要滑移面{110}和{112}面的广义层错能曲面（γ-surface），以对比研究其剪切形变性质。在此基础上，采用本研究组构造的嵌入原子势函数，用分子动力学方法模拟了Ti2448的剪切及拉伸形变过程。结果表明，三种材料在{110}和{112}面上的滑移系分别为{110}<111>和{112}<111>，伯格斯矢量为1/2<111>;(112)面上[111]方向剪切可产生孪晶。位错和孪晶形核的势垒和屈服应力由高到低为Mo、β-Ti和Ti2448，与剪切模量的趋势一致。Ti2448{110}面<111>方向的剪切屈服应力比{112}面<111>方向的高。沿<111>方向拉伸屈服应力最高，<110>方向次之，<100>方向最低。以上结果有助于在原子尺度上分析这种新型合金的形变机制，为理解其特殊弹性和塑性行为及其进一步应用奠定基础。