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本文通过非自耗磁控电弧熔铸和700℃×20h高温退火，制备出了Cr含量为18～30％的含Laves相γ-TiCr2过共析Ti-Cr合金。研究发现，铸态过共析Ti-Cr合金的组织为单相β-Ti：这种铸态合金在700℃保温退火时，金属间化合物γ-TiCr2沿晶界析出，并形成连续分布，在随后的空冷过程中，合金内部会发生β-Ti→α-Ti+γ-TiCr2共析分解，共析组织在合金基体中呈放射状分散析出。合金含Cr量越高，析出的γ-TiCr2数量越多、尺寸越粗大，合金的硬度也越高。 评价了含Laves相γ-TiCr2 Ti-Cr合金在650～780℃温度范围内的抗氧化性能，并研究了微量Y对其高温抗氧化性能的影响。研究发现，含Cr量对含Laves相γ-TiCr2过共析Ti-Cr合金的高温抗氧化性能有显著影响。当Cr＜26％时，合金的高温抗氧化性能明显比纯Ti差，而含Cr＞26％时，在合金表面氧化膜的内氧化层中，能够生成较高体积分数的Cr2TiO5和Cr2O5Cr复合型氧化物，有效地提高了氧化膜阻碍O原子向合金内部扩散的能力，使得高温抗氧化能力显著提高，合金单位面积氧化增重仅为同样条件下纯Ti的1/2～1/3。在上述研究结果的基础上，作者提出了一种含Laves相γ-TiCr2过共析Ti-Cr合金的氧化过程模型。 研究发现，在Cr＜26％的含Laves相γ-TiCr2过共析Ti-Cr合金中加入微量Y，有效地细化了氧化物的晶粒度、改善了氧化膜的致密性及其与基体金属的附着力，并促使在内氧化层中生成Cr2TiO5和Cr0.284Ti0.714O1.857复合型氧化物，提高了氧化膜对O原子扩散的阻碍能力，从而能够有效地提高合金的高温抗氧化性能。合金含Cr量越低、氧化温度越低时，微量Y的效果越明显，并且其作用与加入量成正比；但是，当Cr≥21％后，则只存在一最佳Y加入量。对于Cr≥26％的含Laves相γ-TiCr2 Ti-Cr合金，加入微量Y不能起到改善高温抗氧化性能的作用。 抗氧化性能和微量Y的作用研究结果均表明，含Laves相γ-TiCr2过共析Ti-Cr合金对氧化温度十分敏感，在650～780℃的温度范围内，氧化温度每提高50～60℃，合金的单位面积氧化增重成倍增加。 为了制备出过饱和固溶纳米（或纳米晶）Ti-Cr复合粉末，本文研究了过共析Ti-Cr合金的机械合金化（Mechanical Alloying）规律。研究发现，在球磨初期的2h内，会发生Ti的（011）主衍射峰强度迅速降低、（010）第二衍射峰强度提高并成为了最强峰和Cr的衍射峰强度提高的现象；当球磨时间达到30～40h时，Ti开始非晶化：在球磨速度为200r/min、球料比取15：1和使用20mm球径的淬火钢球的条件下，当球磨时间达到80h时，可制得粒度在10Onm以下的均匀纳米粉末，但是，即使MA的时间超过100h，也没有发现Laves相TICr:在固相直接合成。对粉末晶粒度、晶格微应变和合金化程度的分析计算发现，MA的前10h是粉末晶粒细化、晶格应变和合金化进行得最迅速的时期，经过该阶段的球磨后，Cr的晶粒度可以达到20nm:进一步延长球磨时间，对获得过饱和固溶的合金粉末是十分必要的。30一4Oh是通过MA制备纳米晶或者非晶过饱固溶Ti一Cr合金粉末的合理球磨时间。 在球磨速度和过程控制剂对过共析Ti一Cr合金MA的影响研究中发现，球磨速度、过程控制剂及其加入量对MA的效率、粉末的粒度和团聚程度、因为磨损带入杂质Fe的量和来源有显著影响。在其它条件相同的情况下，球磨速度越高，MA的效率越高，粉末的粒度也越小;不使用过程控制剂时，MA的效率最高，得到的粉末粒度最小，但是，团聚现象最为严重;使用酒精作为过程控制剂，能够有效地减少球磨带入的杂质量，但是硬脂酸不适合用做过共析Ti一C:合金MA的过程控制剂;试验确定的合理球磨速度范围为150一20Or/min。 本文以MA过饱和固溶纳米晶Ti一Cr复合粉末为原料，进行了原位TICr:颗粒增强Ti基合金热压合成工艺和高温退火工艺的优化研究。试验结果表明，在860一1300℃的温度范围内，通过热压均能够制备出原位TICrZ颗粒增强的近全致密Ti基合金。但是，热压温度越高，合金的晶粒尺寸越粗大、增C也越严重;按照优化得到的热压工艺:860’C又45min，能够制备出增强相粒度和基体晶粒度均小于200nm的TICrZ微粒增强微晶Ti基合金，增强相TICr:在基体中分布均匀。 高温退火研究发现，TICr:微粒增强微晶Ti基合金具有良好的组织热稳定性。高温退火有利于合金中物相的充分析出，并使合金的成分和组织均匀化，此时，原料粉末中的杂质Fe偏聚在6一TICr:中，形成Ti、C:和Fe平均原子比为l:1 .2:0.45的合金化金属间化合物。优化得到的高温退火工艺为:700℃x（10一12）h。 力学性能测量结果表明，TICr:微粒增强微晶Ti基合金的室温强度性能超过IMI834，抗拉强度可达1210.3MPa，抗压强度可达2287.2 MPa;抗压断裂延性应变可达21.7%，比熔铸+高温退火工艺制备的含Laves相Y一TICr:Ti一Cr合金提高一倍，比纯金属间化合物TICr:提高一个数量级;其600一700℃的高温压缩力学性能明显优于采用反应热压法RHP（Reaetive Hot Pressing）制备的原位（石B+TIC）增强钦基复合材料。