研究了六种TiAl合金在交变载荷下的疲劳损伤容限和控制机制。在三种热暴露状态下，定量评估了表面缺陷，应力集中，氧化和内部组织对疲劳性能的影响，并揭示出相应的内在控制因素。此研究确定了合金抵抗疲劳损伤的能力，揭示了热暴露对疲劳抗力的影响，建立了相应的数据库，为合金在高温安全应用提供了参考依据。 研究发现， 1)在热暴露前, 合金对表面损伤的敏感性与合金的屈服强度成反向关系。对高强度合金，电解抛光优于喷丸；对中、低强度合金，喷丸却优于电解抛光。2) 整体热暴露导致应力弛豫的有益效应，同时又导致热暴露脆化的有害效应。对高强度合金，有害效应大于有益效应；对中、低强度合金， 则相反。 其机理是：中、低强度合金有较低的a2分解引起的释氧脆化和B2 ω析出引起的相变脆化。 试样单体热暴露 氧化会严重引起喷丸样品的疲劳抗力衰退，有限度地引起抛光样品性能减低，但对线切割样品却无损害。 总的说来，所有合金的电解抛光均能承受长期热暴露 氧化的不利影响。 本课题还研究了八种合金在热暴露前后的疲劳短裂纹行为。结合长裂纹扩展速率门槛值和光滑样品疲劳强度，构建了Kitagawa-Takahashi点线图。研究发现， 所有合金均存在“短裂纹效应”：合金的实际疲劳抗力不同程度地被弱化，既低于光滑样品的疲劳强度，同时也低于长裂纹扩展门槛值所确定的水准。研究发现，这种“短裂纹效应”在高强度合金中明显，中、低强度合金中次之。长期热暴露能导致光滑样品的疲劳强度和长裂纹扩展门槛值改善，但是， 由于热暴露引起的组织脆化，所有合金对“短裂纹效应”更加敏感， 发生“短裂纹效应”的非安全尺寸范围扩大。重新定义了保证安全的有效长裂纹扩展门槛值和有效短裂纹过渡尺寸， 为今后的零件设计提供了基础。 针对中低强度合金开展了序列热暴露研究。研究发现， 中低强度合金含有较少a2层片和极少β (B2 ω)相。 热暴露时， a2层片的分解和β (B2 ω的析出也明显较少。因此，释氧脆化和相变脆化均较弱。拉伸和疲劳性能下降很少，甚至出现热暴露强化。 此项工作填补了多类型TiAl合金高温组织热稳定性研究中的空白。 本项目研究了合金的氧化行为。 氧化的时间-增重曲线遵守 ”初期快速，中期稳衡，后期再增快”的三段式特征。 氧化表面主要包含Al2O3, TiO2 and (Ti, Nb)O2等多种氧化物。力学性能在氧化后下降不多。