Проведено дослідження впливу леґуючих елементів і термооброблення на структуру, фазовий склад та твердість у двох серіях литих стопів системи Ti–Nb–Si з вмістом Силіцію 1 і 1,2% ваг. та різним вмістом Ніобію від 10 до 18% ваг. Показано, що у литих стопах даного складу вміст Ніобію в окремих місцях внаслідок ліквації змінюється у досить широкому діяпазоні, відповідно формується неоднорідна і нерівноважна структура, яка складається з метастабільних фаз: $\alpha^{'}$, $\alpha^{''}$, $\beta$, дисперсних (Ti, Nb)$_{5}$Si$_{3}$ та (Ti, Nb)$_{3}$Si силіцидів. Максимальна твердість дослідних литих стопів співпадає з найбільшим вмістом $\alpha^{'}$- або $\alpha^{''}$-фаз і обумовлена як леґованістю твердого розчину даних фаз, так і присутністю у них дисперсних силіцидів. Встановлено, що підвищення вмісту Ніобію до 18% ваг. у литих стопах Ti–$x$Nb–(1–1,2)Si спричиняє зменшення розчинности Силіцію у $\alpha^{''}$-фазі та додаткове виділення силіцидів, а також зростання кількости $\beta$-фази, і, внаслідок останнього, пониження твердости. Нагрів і витримка литих стопів при термообробленні приводить їх у більш рівноважний стан, який зберігається за низької швидкості охолодження. Розчиняються дисперсні метастабільні (Ti, Nb)$_{5}$Si$_{3}$ силіциди, зростають вже існуючі стабільні (Ti, Nb)$_{3}$Si силіциди та утворюються нові, що збільшує їх кількість. При цьому понижується твердість у порівнянні з литим станом. Виявлено, що дисперсні, новоутворені при охолодженні, силіциди не містять Ніобію, він розчиняється у них в процесі росту, тому силіциди великого розміру мають склад (Ti, Nb)$_{3}$Si. Показано також, що перехід від $\alpha^{'}$- до $\alpha^{''}$-структури у дослідних стопах залежить не тільки від леґування, але й від швидкости охолодження. З підвищенням швидкости охолодження утворюється $\alpha^{''}$-фаза різного ступеня леґованости, її орторомбічність в залежності від вмісту Ніобію дорівнює 0,99–0,96.