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γ-TiAl系金属间化合物具有密度小、比强度高、高温力学性能和抗氧化性能优异等特点，是一种很有前景的高温结构材料。Ti-47.5Al-2.5V-1Cr(at.％)合金研制的增压器涡轮已进入试车考核阶段。但在试车考核中发现，增压器涡轮通常在叶片尖端到叶片根部1/3处和心部发生失效。TiAl合金性能对组织依赖性较强，而铸造工艺则是影响TiAl合金增压器涡轮组织的重要因素。基于此，本研究针对不同铸造工艺下浇注的TiAl合金增压器涡轮，通过对其叶片和心部进行解剖，增压器涡轮不同部位的组织特征进行研究，分析铸造工艺参数对TiAl合金增压器涡轮组织，缺陷和力学性能的影响，为寻找合理的熔模铸造工艺参数，进一步改进和优化铸造工艺提供必要的基础。
研究所获主要结果如下：
叶片截面宏观组织呈现三种组织类型：即叶片尖端由细晶区组成，包括细小的柱状晶和等轴晶；叶片中间部位由整齐对长的柱状晶和中心等轴晶组成；叶片根部由粗大的柱状晶和等轴晶组成。无论叶片径向截面和轴向截面组织，均随着叶片截面厚度的增加，柱状晶尺寸增大。叶片轴向截面柱状晶尺寸大于叶片径向截面柱状晶尺寸。
当轴颈直径固定时，型壳预热温度由200℃升高到300℃，叶片等轴晶区所占体积分数变化幅度不大，当型壳预热温度达到400℃时，叶片截面等轴晶区所占体积分数大幅增加。在同一型壳预热温度下，当轴颈直径变化范围为40mm～50mm时，随着轴颈直径的增加，叶片截面等轴晶区所占体积分数增大。当型壳预热温度为300℃，轴颈直径为45mm时，叶片截面柱状晶尺寸和等轴晶区所占体积分数最小，缺陷密度最小。
增压器涡轮纵截面宏观组织由柱状晶区和最后凝固区组成。柱状晶由叶片根部一端向增压器涡轮中心对称生长，最后在增压器涡轮中心部位相遇，形成明显的最后凝固区。增压器涡轮纵截面微观组织为全层片组织，柱状晶内的层片垂直于柱状晶的生长方向，而最后凝固区主要由等轴晶层片团组成。
从增压器涡轮底端到靠近轴颈一端，柱状晶尺寸逐渐增大，柱状晶的生长方向与增压器涡轮轴线方向的夹角变化趋势是先增大后减小。对比五种不同工艺制度下浇注的增压器涡轮，当型壳预热温度为400℃，轴颈直径为45mm时，其纵截面柱状晶尺寸最小，为577.2μm；当型壳预热温度为300℃时，轴颈直径为45mm时，其纵截面最后凝固区等轴晶尺寸最小，为428.8μm。、当型壳预热温度为400℃，轴颈为45mm时，增压器涡轮纵截面柱状晶区铸造缺陷密度最小；当型壳预热温度为200℃时，轴颈直径为45mm时，增压器涡轮纵截面最后凝固区铸造缺陷密度最小。
经过1260℃/140MPa/2.5h热等静压处理后，增压器涡轮纵截面的缺陷密度和缺陷面积均明显减小，缺陷密度小于3.3个/mm<2>，最大缺陷面积小于30μm<2>。对热等静压处理后的增压器涡轮心部拉伸试样进行室温拉伸试验发现，增压器涡轮心部柱状晶区抗拉强度高于最后凝固区抗拉强度。当型壳预热温度为300℃，轴颈直径为45mm时，增压器涡轮心部具有优良的力学性能。