TiAl合金是当前颇具发展前途的轻质高温结构材料,近年来已经越来越多的得到了人们的重视,航空发动机叶片对TiAl合金的需求十分迫切。发动机叶片具有复杂的三维扭曲结构,而TiAl合金强度高硬度大难以加工也是公认的难题。本课题提出将粉末冶金与精密热成形技术相结合的新方法,即通过高温热压烧结制备TiAl合金,分析材料的高温变形特征、高温摩擦及变形过程中组织演变规律,进而进行叶片热扭转成形工艺研究,实现材料制备与成形的全过程控制。研究所用原材料为Ti、Al元素粉末,热压烧结前将元素粉末按一定比例混合后,将复合粉末在高纯氩气保护下进行热处理,热处理目的为使元素粉末间发生反应来消除低熔点相。研究了预合金粉末的热压烧结工艺,分析了成形工艺参数对合金密度、成分、微观空洞以及晶粒形貌的影响规律,同时揭示了预合金粉末热压烧结后合金的综合力学性能。为了解决合金高温挤压过程存在的变形不均匀问题,研究分析了热压烧结TiAl合金高温摩擦特性,并优选了高温润滑剂。通过真空热压设备进行了TiAl合金高温摩擦测试,分析发现氮化硼润滑条件下摩擦系数为0.11,适宜作为TiAl合金板材高温热扭转过程中的润滑剂。通过高温压缩实验探索了预合金粉末热压烧结合金高温变形行为,明确了不同温度下的流动应力及变形量。设计并制作TiAl叶片热扭转成形模具,进行了TiAl叶片的热扭转成形实验,分析了影响叶片形状和尺寸精度的关键因素,揭示了成形工艺参数对TiAl叶片回弹及叶片厚度的影响规律。分析了热扭转成形后TiAl合金微观组织演变特征,由于高温下TiAl叶片不同部位受力及变形不同,研究揭示了TiAl叶片不同部位的微观组织形貌,并分析了成形工艺对微观组织演变的影响。另外,热扭转成形后材料力学性能的变化也是本文的研究重点,由于TiAl叶片为三维扭曲结构,进行高温力学性能分析时制样困难,所以本研究设计并进行了高温塑性变形的模拟试验。为了促进TiAl合金叶片的应用化进程,研究最后对合金高温抗氧化性能进行了系统分析。