Ti₂AlNb基合金作为新兴的轻质高温结构材料,依靠其良好的综合高温性能,成为了近年来航空航天领域研究的热点材料之一。与传统的熔炼、锻造等制备方法相比,粉末冶金法制备Ti₂AlNb基合金可以获得特定形状的合金部件,以省去后续不必要的机加工程序,减少材料的浪费。同时W等合金元素的添加也会为Ti₂AlNb基合金微观组织形貌和性能的调控带来更多的可能性。因此,研究粉末烧结和后续热处理工艺对Ti₂AlNb基合金微观组织演变和性能的影响,对加速Ti₂AlNb基合金产业化进程有着重要指导意义。鉴于此,本文首先采用常压烧结在不同相区烧结得到了名义成分为Ti-22Al-23.4Nb-1.6W的合金,并重点研究了添加W之后合金组织中O相的析出行为和相成分的演化。同时设计实验探究了时效工艺对粉末冶金法制备的Ti-22Al-23.4Nb-1.6W合金组织中O相析出行为和性能的影响,以期为微观组织调控提供指导。主要结论如下:（1）W的添加能够加速高温下α₂相和O相的溶解。而且在任意相区烧结并炉冷至室温的Ti-22Al-23.4Nb-1.6W合金均能获得有利于性能提高的魏氏组织。在B2单相区烧结并炉冷至室温的Ti-22Al-23.4Nb-1.6W合金组织中O相的析出是通过B2_matrix→B2_lath+O_primary和B2_lath→B2+O_secondary这两个反应来实现的。（2）W合金化可以有效细化在B2单相区烧结并炉冷至室温得到的魏氏组织,而对于在B2+O两相区和α₂+B2+O三相区烧结的试样细化效果不明显。（3）不同的时效工艺会形成不同的O相板条形貌。时效温度的改变会引起板条组织的有序无序性改变,总体上,时效温度越高,合金中魏氏组织的有序性越强。而时效时间的延长则会导致O相板条的粗化和弯曲。（4）相较于未添加W的Ti₂AlNb基合金,W合金化后硬度有了明显提升,达到750 HV左右。但是随着时效时间的延长,合金的硬度整体上呈下降趋势。（5）在α₂+B2+O三相区时效的添加W的Ti₂AlNb基合金试样中出现鱼骨状板条组织。其形成原因是在B2→B2+O反应过程,B2相中的W原子发生扩散进入O相,与Nb原子发生相互占位,导致B2相和O相的晶格参数发生变化。