本文选用浸渗-反应合成方法制备的Ti-50Al合金,通过OM、SEM及TEM等手段,系统地研究了热处理过程中的升温速率、保温温度、保温时间及冷却方式等重要因素对该合金组织和性能的影响,并提出一种简单高效的热处理工艺使Ti-50Al合金组织获得细小均匀的全片层组织,同时对片层组织形成机理进行了分析。此外,本文还研究了不同载荷和滑动速度下Ti-50Al合金的摩擦磨损特性和机理。研究结果表明,Ti-50Al合金组织致密,没有较大孔洞和缺陷,材料成分均匀,几乎没有偏聚现象发生。热处理工艺研究表明:Ti-50Al合金在1400℃以上短时间保温缓慢冷却即可形成晶粒大小为150μm左右的片层组织,而利用快速升温双温热处理工艺则可以将其细化至30μm左右,实验时最佳的热处理工艺为:(快速升温)1250℃×3h空冷+(快速升温)1400℃×5min炉冷。Ti-50Al合金的片层组织由单个α2片和多个γ片组成,γ相在( )αα2相上析出,通过切变机制形成6种不同位相,构成真孪晶、伪孪晶、有序筹等界面特征,随后γ相长大形成较大片层。此外,γ相也在α2γ和γγ界面处析出,形成细小的片层。摩擦磨损试验结果表明:当滑动速度在1.0m/s以下时,具有片层组织的Ti-50Al合金的摩擦系数保持在0.5左右不变,磨损量随载荷和滑动速度的增大而增大,磨损机制主要为磨粒磨损;而当滑动速度大于1.5m/s时,其摩擦系数升高,磨损量急剧下降,磨损机制发生变化,以对磨盘的氧化磨损和粘着磨损为主。与铸态合金相比,具有片层组织的Ti-50Al合金具有较好的耐磨性,且在低速时具有较好的摩擦稳定性。