本论文研究了三种不同冷却速度(由有无石棉包套以及是否扩大直径来控制),制备的近片层γ-TiAl合金Ti-45Al-5Nb-1W-1B (at.%)的显微组织和力学性能。系统分析了单个试样表层到心部晶粒尺寸变化(横向对比)以及第二相(主要为B2+ω,等轴γ)的分布特征,同时对不同冷却速度的试样也进行了纵向对比,探讨冷却速度的影响大小。本文同时对于合金的力学性能(室温和高温拉伸,疲劳以及蠕变)进行了测试分析,探讨其影响因素以及变形机制。研究发现：三种冷却速度铸造的γ-TiAl合金从表层到心部,依据晶粒尺寸变化规律都可以分为三个部分,即由几层晶粒所构成的表层细晶粒区(S区域),中间晶粒尺寸最大的过渡区域(M区域)以及心部区域(C区域)。分别对比不同冷却速度合金的对应区域发现表层S区域三种合金差别不大；过渡M区域的晶粒尺寸三种合金差别最大,从大到小依次为Alloy 1, Alloy 3和Alloy 2(合金编号按照冷却速度大小确定,从大到小依次为Alloy 1, Alloy 3和Alloy 2);而Alloy 2的心部C区域晶粒尺寸最小,Alloy 1和3差别不大。由此可见,冷却速度较慢时更有利于细化γ-TiAl合金晶粒,同时单纯的扩大铸锭直径并不能有效的降低冷却速度进而降低晶粒尺寸。除了晶粒尺寸的变化之外,本文对于三种冷速合金显微组织细节特征以及第二相分布特征也进行了统计和分析。结果表明,单一合金过渡区域(M区域)出现大范围了包晶反应现象,而这种现象随着冷却速度降低,包晶区域减小,Al元素富集区域也更加集中。同时,第二相随着冷速降低其数量也大量增加,因此Alloy 2心部C区域第二相含量最多。力学实验也表明,晶粒尺寸越小的区域可以获得更好的室温力学性能。随着实验温度的升高,片层组织的结构特点会使得合金高温力学性能得到一定程度的提高,但是,第二相的存在,特别是等轴γ相的数量达到一定值时,其对于高温强度的弱化作用会大于片层结构的强化作用使得力学性能下降。最后,对于疲劳实验中的“不确定”断裂现象,本文发现其发生概率会随着晶粒尺寸降低而减少。