Ni-25Al金属间化合物,具有抗氧化性好、密度低、导热系数高以及在特定温度区间,屈服强度随温度的升高而升高等特点。有望成为一种优良的高温结构材料,应用于燃气涡轮机的叶片和喷气发动机上。然而,铸态Ni-25Al合金的沿晶断裂导致其室温塑性差,限制了Ni-25Al合金的推广及应用。定向凝固技术可以形成柱状晶以消除其横向晶界,是改善其塑性的良好途径之一,近年来合金在定向凝固过程中施加电场,可以减小增强相的尺寸、减小一次枝晶间距,促进晶间液相对流,以及促进形核和液相的整体同时凝固趋势。但是目前的研究大多集中于对低熔点合金的影响,对于高熔点的合金及金属间化合物涉及较少。本文主要研究电场作用下的Ni-25Al合金定向凝固过程,重点考察电场对Ni-25Al合金定向凝固组织和力学性能的影响。首先本文研究了无电场影响的Ni-25Al合金定向凝固生长过程。通过定向凝固Ni-25Al合金实验,发现抽拉速度对合金定向凝固的组织有很大影响,一次枝晶间距λ（μm）随着抽拉速率v(mm·min-1)的增加而减小并符合Hunt,Kurz和Fisher模型所推导的公式,与下拉速度满足关系:λ=39.6v-0.43。与铸态相比,不同下拉速度下的定向凝固试棒的拉伸性能都得到了显著提高,在下拉速度为0.5mm·min-1时,表现出较大的拉伸伸长率8%,屈服强度较小为66MPa。随着下拉速率的提高,试棒的伸长率下降,但屈服强度有所增加。本文还考察了定向凝固Ni-20Al-10Fe-0.2B,当抽拉速度为2.5 mm·min-1时,拉伸伸长率达21%和屈服强度达到270MPa,抗拉强度达到830MPa。由于合金化元素的加入,实现了固溶强化既提高了合金的强度又改善了合金的塑性,同时B元素对晶界的强化,使合金由沿晶断裂转为穿晶断裂,从而使合金塑性和拉伸强度提高。其次,为能够直观地观察外加电场对Ni-25Al合金定向凝固过程的影响,采用一种透明AMPD-4.1at%SCN亚包晶模拟物来近似模拟实验中所采用的Ni-25Al合金的实验现象。研究发现与未施加电场相比,施加电场后亚包晶模拟物柱状晶明显细化,并且随着电流强度的增加,一次枝晶间距减小,一次枝晶间距λ（μm）与电流强度J（mA）之间满足:λ=23.67-3 5J-3.88×10-1414 J~2。最后,为开展电场影响下Ni-25Al合金的定向凝固实验,设计了电场作用下的定向凝固实验装置。研究发现,随电流强度的增大,凝固界面受热更均匀,趋于平滑,一次枝晶间距逐渐减小,一次枝晶间距λ（μm）与电流强度J（A）之间满足:λ=43.8-0.46J-0.82×10-5J~2;同时,外加电场对定向凝固组织的析出相也有很大影响,在未加电场时析出相为B2结构NiAl,施加电场有利于Ni-25Al合金定向凝固过程中B2结构的NiAl相向L10结构的马氏体转变,当电流增大至20A时,转变为晶面对称的孪晶马氏体相,析出相的形貌也由“矛”状转变成“板条”状,板条之间界面平直,马氏体转换完整。拉伸试验结果表明,与未施加电场试样相比,电场作用定向凝固试样室温强度和塑性上都得到了很大提高,其中,Ni-25Al试样室温拉伸伸长率由铸态的2%提高到12%,屈服强度由141MPa提高到160MPa。Ni-20Al-10Fe-0.2B室温拉伸伸长率由铸态9%提高到23%,抗拉强度由550MPa提高到735MPa。