随着航空航天事业的飞速发展,作为重要的航空结构材料,人们要求钛合金有良好的强度、塑性、断裂韧性的匹配。TC21钛合金是西北有色金属研究院在2001年研制成功的,是我国研制的第一个具有自主知识产权的高强损伤容限型钛合金。它属于1100MPa强度级别Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb-X系,高强、高韧、损伤容限型相钛合金。实验中,在热处理后采用四种不同的冷却方式冷却试样：炉冷、包覆冷却、空冷和水淬。实验结果表明,与空冷和水淬相比,包覆冷却和炉冷的冷却速率较慢,在保持较高的强度的同时能得到较好的韧性值。热处理后的冷却速率对组织有很大的影响,无论是β相区热处理或是两相区热处理,初生α相含量随着固溶处理冷却速度的降低而增加,β转变组织含量变化则相反。热处理后炉冷得到的粗片层组织样断裂韧性值较高,平均为96MPam1/2,随着出炉温度的降低,保温时间延长,α片层宽度和α束域宽度都减小；包覆冷却的试样由于冷却速度快,α片层宽度和α束域宽度都比炉冷试样的小,断裂韧性值也低,平均为73MPam1/2,随着α片层宽度增加,断裂韧性值先减小再增大,在α片层宽度为1.3μm时达到最小值。TC21钛合金的强度随初生α相含量增加而减小,对β晶粒尺寸则不敏感；塑性随初生α相含量增加而提高,随β晶粒尺寸的增大而有所减小。