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钛合金具有低密度、高比强度、良好的耐蚀性能和低温性能等优点，在航空航天和军事工业中有着广泛的应用，但与钢铁材料、铝合金相比，高的成本限制了钛合金的更广泛应用，因此，本课题展开低成本钛合金的研究。 本课题根据国内外最新开发的低成本钛合金和Ti-Fe、Ti-Al系合金相图，设计出以Ti-Fe系为基础的三种成分低成本钛合金（分别命名为1＃、2＃、3＃），名义成分（wt％）为Ti-3Fe-5Al-0.02C、Ti-5Fe-3Al-0.02C、Ti-5Fe-0.02C，其中铁、铝以工业纯铁、纯铝的形式加入，并添加微量C元素，提高合金强度。合金中不含Mo、V等贵金属元素，降低合金原材料成本。三种成分合金采用真空悬浮熔铸法，熔炼3Kg合金铸锭，通过合金热加工、热处理及形变热处理等工艺改变合金组织。并通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、背散射电子衍射取向分析技术(EBSD)分析合金不同状态下合金的微观组织。 合金在β相区开坯锻造、在(α+β)两相区精锻后，力学性能测试结果表明:工业纯铁、纯铝及微量碳元素的添加有效的提高了钛合金的强度，合金抗拉强度分别为1120MPa、1106MPa、835MPa，延伸率分别为11.5％、16％、20％。对铸态及锻态组织分析表明合金，主要由初生α相与β相组成，没有发现TiFe相的析出，说明Fe、Al元素主要是以固溶态存在于合金之中，Fe、Al元素的固溶强化起主要作用。 对三种合金进行了热处理工艺的优化，在固溶时效处理后，1＃、2＃和3＃合金抗拉强度分别为1130MPa、1290MPa、1150MPa，延伸率分别为8.5％、10％、7％，合金的强度得到一定的提高，但合金延伸率有显著的下降，大量的大块不连续的二次α相的析出，是降低合金塑性的主要原因。合金的断裂方式是沿晶断裂和韧窝型断裂的混合断裂。 1＃、2＃和3＃合金形变热处理后，抗拉强度分别为1238MPa、1210MPa、1050MPa，延伸率分别为12.5％、15％、9.5％。与固溶时效强化效果相当，合金的强化牺牲了部分塑性。综合以上知，在三种合金中，2＃与1＃合金表现出较好的综合性能，两种合金的合金化程度相当，Al元素的添加对合金有较好的强化作用，而2＃合金中的Fe元素对合金的β相的稳定作用，对合金的塑性变形能力有较大的贡献。