高铌钛铝合金具有低密度、高比强度、高杨氏模量、出色的抗氧化和抗蠕变能力以及优异的抗疲劳和耐腐蚀性能,更为重要的是在高温下它依然保持着这些优异的性能。因此,其被认为是航空、航天和汽车发动机用轻质耐热结构件材料中极具发展潜力的材料,具有广阔的应用前景。但由于钛铝基合金室温塑性差、高温反应性强、加工制造难度大,零件生产成本高等缺点,阻碍了其批量生产和实际应用。本文首先对钛铝合金精密铸造用氧化物陶瓷模壳制备工艺进行研究,选用氧化锆和锆溶胶为原料配制面层浆料,并研究面层浆料的粘度和流变性变化规律,同时解决了模壳脱蜡时容易开裂问题。然后,采用有限元铸造模拟软件ProCAST对高铌钛铝基合金排气阀的熔模铸造过程进行数值模拟并预测了铸件中可能存在的缩孔缩松缺陷。最后,采用熔模铸造和离心铸造相结合的方法成功浇注出形状完整的高铌钛铝合金排气阀铸件,观察了实际浇注出的排气阀铸件中存在的宏观缺陷并与模拟结果进行对比;并进行了微观组织分析,结合相图讨论了其凝固路径。研究结果表明,实验过程中用氧化锆粉和锆溶胶所配制的面层浆料粘度随着粉液比的增大而逐渐增大,面层浆料搅拌过程中随着搅拌时间的延长粘度先下降随后增大,而其粘度随着剪切速率的增大逐渐下降。在模壳制备时,通过预留排蜡通道和沸水脱蜡相结合的方法可以有效解决模壳脱蜡过程中开裂现象。铸造过程数值模拟计算显示金属液在离心力作用下紧贴模壳壁自上而下完成充型,充型时间约为3.9s,但实际浇注过程中模壳上层排气阀并未充型完成,下层则全部浇注成型,这与模拟结果相反。实际浇注出的排气阀铸件在杆部有明显的缩松缩孔缺陷、头部边缘位置存在浇注不足、在颈部存在较大的气孔,这与模拟计算结果基本一致。实际浇注出的排气阀铸件微观组织为近片层组织,主要由α₂-Ti₃Al和γ-TiAl两相组成,片层晶团较为均匀尺寸变化不大约为200-300μm,片层间距约为2μm,并且在片层晶团内部存在着明显的白色网状β偏析、在片层晶团的晶界上有黑色γ偏析。根据测试分析和平衡相图分析,实际浇注的Ti-47Al-6Nb合金凝固路径为:L→L+β→α+β→α+β（残余）→α（残余）+γ（先共析）+β（残余）→α₂/γ（片层）+γ（先共析）+β（残余）→α₂/γ（片层）+β偏析+γ偏析。