本文对两相钛合金靶材在弹丸侵彻下的损伤行为进行研究。实验材料采用组织、性能均不同的两相钛合金,弹丸选用穿甲燃烧弹和动能穿甲弹,弹丸直径分别为7.62mm、12.7mm和14.5mm。利用光学显微镜、金相显微镜和扫描电镜等方法观察了弹坑附近的绝热剪切带以及变形组织获得了靶材微观损伤特征,剪切带的分布特征及规律,利用维氏硬度测试了弹坑附近的硬度变化,对弹坑损伤区域进行表征。用超声C扫、X射线检测、工业X射线CT系统对钛合金靶材内部的损伤区域进行表征。研究结果表明,本文所研究的3种组织的两相钛合金(厚度40mm)均具备防护7.62mm和12.7mm口径弹丸侵彻的能力,其中2#、3#两相钛合金具备防护14.5mm口径弹丸侵彻的能力,两相钛合金的硬度提高有利于防护能力提高,硬度达到一定值后,塑性高的防护能力更强;弹坑的宏观形貌主要由开坑区和侵彻区组成,开坑区形成原因是高能快速撞击作用下材料的绝热熔化飞溅和高速作用下材料的脆化破碎飞溅,侵彻区形成原因是弹丸高速挤压导致的防护材料的高速塑性变形。在穿甲燃烧弹作用下,两相钛合金开坑区以材料脆化破碎飞溅为主,两侧有少量破片挤压变形的组织,侵彻区不同变形组织来源于不同部位的靶材对弹丸的冲击能量吸收效率和耗散速率不同;绝热剪切带的产生是侵彻区损伤的主要因素,双态组织两相钛合金中的绝热剪切带分布形态较为单一,主要以塑性变形的方式吸能,初生α相+片层组织两相钛合金中主要为形态多变的绝热剪切带,主要以形成裂纹方式吸能,初生α相+片层组织两相钛合金具有更好的吸能效果;通过金相解剖剖面硬度测量能够区分宏观损伤区域,评定弹坑周围的损伤区域。超声C扫能够有效对弹坑尺寸定量评定,但测量尺寸会大于实际尺寸,能够发现弹坑周围内部损伤产生的裂纹;射线胶片成像能够有效对弹坑尺寸定量评定,钛合金的射线照相低密度分辨率影响,射线测量尺寸会小于实际尺寸;能够发现弹坑周围高密度夹杂,由于裂纹走向问题,层间开裂难以发现;射线CT能够精确测量弹坑尺寸和形貌,能够发现高密度夹杂,但裂纹检出率低。本文研究结果可以直接用于飞机装甲设计,具有很高的实用价值。