γ-TiAl基合金综合了诸如高比强度、高比模量、蠕变抗性和抗氧化性好的优异综合性能,被广泛地认为是新一代高温结构材料,尤其是在航空航天及汽车领域上具有较大的挖潜价值。其中beta-gamma TiAl合金拥有着优良的高温变形能力,扩大了TiAl合金的热加工工艺区间。因此,本文以一种beta-gamma TiAl合金Ti-43Al-9V-0.3Y作为研究对象,通过热等静压技术制备出烧结合金,借助于XRD、SEM、EBSD及TEM等分析方法和DSC、室温及高温拉伸等测试手段,研究了烧结态Ti-43Al-9V-0.3Y合金的显微组织及力学性能,同时对其在后续锻造加工和热处理过程中的合金组织及性能进行观察和分析。运用MSC.Marc有限元软件对Ti-43Al-9V-0.3Y合金粉末坯料热等静压致密化过程进行模拟与分析,研究了热等静压过程中粉末坯体径向和轴向位移、相对密度的变化,进而分析出温度、压力以及时间对TiAl合金粉末坯体致密化过程的影响,确定出Ti-43Al-9V-0.3Y合金最佳的热等静压工艺,即1200℃/140MPa条件下保温保压5h。对在最佳热等静压工艺下获得的粉末位移及相对密度进行分析,其中粉末体的致密化进程能够划为三个阶段,坯料的致密度在边缘或端部与芯部之间存在差异,但存在的差异不明显,也就是说合金锭相对密度分布均匀,烧结质量较好。以预合金粉末为原料,利用热等静压技术制备出Ti-43Al-9V-0.3Y合金,烧结态合金锭在不同取样部位的密度测量结果与有限元分析结果相符,从而验证了有限元分析手段在TiAl粉末热等静压模拟上的可靠性。烧结态Ti-43Al-9V-0.3Y合金组织主要含有等轴γ相和连续网络状分布在γ晶粒晶界处的β相以及弥散分布的亮白色Y元素析出第二相,形成了由γ相及β相组成的细小组织。采用包套锻造工艺,在1150℃条件下制备出尺寸为Φ138mm×24mm的质量较好的Ti-43Al-9V-0.3Y合金锻饼。锻态Ti-43Al-9V-0.3Y合金组织仍由块状γ相和β/B2相组成,其中β/γ层片结构与在锻造过程中发生的β相→针状γ相相变过程有关。烧结态Ti-43Al-9V-0.3Y合金沿径向和轴向的力学性能表现出来差异与采用的热等静压制备方法有关,由于密度的不均匀性造成合金在不同部位处的力学性能存在差异。经过包套锻态后,烧结合金中原有的微孔被消除,再次提升了合金致密度,改善了合金组织,使得锻态合金的力学性能得到极大的提升。锻态Ti-43Al-9V-0.3Y合金的室温屈服强度达到686-697MPa,不同部位的抗拉强度均大于750MPa,同时合金的塑性也得到极大的改善。合金经包套锻造后在800℃高温拉伸时的屈服强度和抗拉强度与烧结态合金相比出现稍微降低,而延伸率则得到明显提高,可以达到70%。烧结态Ti-43Al-9V-0.3Y合金室温拉伸后断口形貌表现出沿晶断裂的特征,而高温断裂机制为穿晶断裂与沿晶断裂混合断裂机制,其中以沿晶断裂为主。锻态Ti-43Al-9V-0.3Y合金室温拉伸断裂机制为沿晶与穿晶混合型断裂,穿晶断裂比例增大。在800℃高温拉伸为沿晶断裂与穿晶断裂的混合型断裂形式。采用不同的热处理工艺对锻态Ti-43Al-9V-0.3Y合金组织进行调整,在1180-1300℃温度区间进行热处理,经历了由近γ组织到双态组织,再到近层片组织与全层片组织的变化过程。