由于Ti Al合金具有优异的高温力学性能和较低的密度,可以在满足航空发动机性能要求的同时起到一定的减重效果,因此具有巨大的发展潜力。但是金属间化合物的本征脆性导致Ti Al合金的室温塑性较低,在加工过程极易发生开裂,严重阻碍了合金生产和应用的发展。随着航空发动机技术的不断发展,所需材料的服役温度进一步提高,高铌Ti Al合金成为当前的研究热点。然而,Nb元素的添加在提高Ti Al合金高温强度的同时也降低了合金的室温塑性,并且高铌Ti Al合金中的有序B2相会使合金的塑性降低,进一步恶化了Ti Al合金的开裂问题。基于上述背景,本文以高铌Ti Al合金为研究对象,对该合金的开裂行为及其与组织特征的关系进行研究。通过一系列力学实验和微观组织表征,研究了高铌Ti Al合金低温脆性断裂和高温韧性断裂过程中裂纹萌生、裂纹扩展和孔洞演化,与相组成和微观组织的关系,分析了高铌Ti Al合金冷却过程中热应力对相变和热致变形的作用,主要研究内容和结论如下:设计了近片层、全片层和（B2+γ）两相三种组织的高铌Ti Al合金,并通过室温弯曲实验研究了显微组织及相组成对高铌Ti Al合金拉应力作用下微裂纹萌生的影响。结果表明:高铌Ti Al合金的脆性断裂主要受微裂纹萌生过程控制;在高铌Ti Al合金的塑性变形过程中,由于片层结构的塑性各向异性和B2相的硬脆性,片层团界面处和B2/γ相界面处的塑性应变难以协调,容易产生应力集中,成为裂纹萌生的主要位置。采用三点弯曲实验,测量了不同组织高铌Ti Al合金在不同温度条件下的断裂韧性,并通过裂纹扩展路径分析,研究了高铌Ti Al合金的不同增韧机制和微观组织对断裂韧性的影响。结果表明:高铌Ti Al合金在裂纹扩展过程中存在塑性变形、裂纹扭折和剪切韧带等多种韧化机制;由于片层组织的塑性变形和解理断裂具有显著的各向异性,裂纹在片层团界处容易发生偏转,同时片层结构容易产生剪切韧带,因此相比（B2+γ）合金具有更高的断裂韧性;随着温度升高,裂纹尖端塑性区域增大,同时界面强度降低导致裂纹扭折程度和剪切韧带数量增加,导致断裂韧性相比室温条件有明显提高。结合700℃～1000℃温度范围内的拉伸实验,以及对孔洞形貌和分布特征的统计分析,研究了高铌Ti Al合金韧性断裂过程中孔洞的形核、长大及联接过程,及其与合金的微观组织特征及变形机制的关系。研究发现:高铌Ti Al合金的韧性断裂与孔洞萌生有重要联系,但是其断裂应变量是由孔洞演化和合金塑性变形能力共同决定的;孔洞形核发生在高铌Ti Al合金拉伸变形过程中软化的初期,并且受塑性变形和扩散两种机制控制;片层结构的塑性各向异性导致Ti Al合金在塑性变形过程中,不同取向片层团内的应变呈不均匀分布,促进孔洞在片层团界处的形核与长大;β/B2相的作用体现在两个方面,一方面β/B2相较高的自扩散系数促进孔洞形核,另一方面β/B2相的塑性变形能够协调片层团和γ晶粒之间的不均匀应变分布,提高Ti Al合金的变形能力并抑制孔洞萌生。采用Gleeble热模拟实验和微观结构表征,研究了高铌Ti Al合金冷却过程中热应力对相变和热致变形的作用,并分析了热应力对冷却过程开裂的影响。结果表明:在高铌Ti Al合金冷却过程中,热应力会促进低温阶段α/α2相中γ片层的孪生形核,从而增大γ片层取向的均匀性,并增加γM/γT界面的数量;热致变形产生的塑性应变主要集中γ相内,并且不同片层团之间的塑性应变分布并不均匀;位错的大量增殖和塑性应变的不均匀分布使得高铌Ti Al合金的室温强度和断裂韧性降低,导致合金的开裂倾向性增大。