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作为TiAl合金集成设计的第一步，本文运用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法，计算研究了Cr在TiAl合金β与γ相中的择优占位、合金化浓度对合金β与γ相结构稳定性影响、以及择优占位下β-TiAl-xCr与γ-TiAl-xCr合金的力学性质，并基于电子态密度与电荷密度分布等电子结构的分析，对其计算结果进行了分析。结果表明: (1)Cr元素是强的β相（B2结构）稳定元素，Cr含量为12.5％时，B2结构最稳定;Cr在γ相（L10结构）中固溶度有限，稳定性随Cr含量增加而下降。Cr在L10-TiAl中优先占据Ti原子位，在B2-TiAl中优先占据Al原子位。 (2)在化学计量比Ti50Al50-xCrx合金与富Ti的Ti56Al44-xCrx合金中，Cr稳定β相的合金化浓度分别为10％～15％和9％～20％。Cr合金化能显著提高化学计量比β-Ti50Al50-xCrx合金的强度与硬度，且浓度越高效果越好，但对富Ti的β-Ti56Al44-xCrx合金的强化作用则不明显。Cr合金化对化学计量比β-Ti50Al50-xCrx合金的脆性并无明显的韧化作用，但却能显著改善富Ti的β-Ti56Al44-xCrx合金的室温塑性，并且Cr含量越高，韧化效果越好。 (3)未添加Cr元素时，富Ti的γ-Ti56Al44与富Al的γ-Ti44Al56合金强度和硬度低于化学计量比γ-Ti50Al50合金;但是富Ti的γ-Ti56Al44合金延性最好，化学计量比γ-Ti50Al50合金次之，富Al的γ-Ti44Al56延性最差。添加Cr元素后，化学计量比γ-Ti50-xAl50Crx合金的塑性提升明显，浓度x=2.25％时效果最好，强度有所下降;富Ti的γ-Ti56-xAl44Crx合金的强度下降明显，塑性影响不大;而富Al的γ-Ti44-xAl56Crx合金在塑性保持不变的情况下强度大幅提升且随Cr浓度变化一直保持较高水平。