Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O是在Ti-6Al-4V基础上研发的一利,新型双相钛合金,不仅具有较高的强度,同时耐腐蚀性、延展性、耐磨性等综合性能优异且成本低廉,因此在航天航空、军工等高科技领域得到了应用。目前,国外主要将Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O合金用于军事工业研发,对外仅公布了合金的退火组织和力学性能,而对其它热处理工艺、合金元素对力学性能的强化机理及组织演变规律并未公开。本论文主要对Ti-4.5Al-2.5V-l.5Fe-0.25O合金进行了固溶及时效处理,并对不同处理工艺下的微观组织及力学性能进行了研究。本文主要利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、洛氏硬度计、力学拉伸等实验方法,对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O钛合金冷轧板材热处理后的组织和性能的变化特点进行了研究。分析了 Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O钛合金在热处理过程显微组织特征及演变机理,讨论固溶和时效处理过程中,固溶温度、冷却速度、时效处理对显微组织和力学性能的影响。合金在退火态主要由等轴α相组成,固溶温度为910℃采用炉冷、空冷、水冷,三种冷却方式,随着冷却速率的加快,等轴α逐渐消失。炉冷后组织未发生明显变化,空冷后的金相组织存在偏析,水冷后比其他冷却方式固溶的组织分布均匀,但存在少量的链条状α集束,并且组织由等轴状α相转变成粒状α相。通过不同的固溶温度910℃、940℃、970℃、1000℃水冷固溶,随着固溶温度的升高,组织中α相逐渐减少,最终消失。在两相区固溶,温度在910℃和940℃时,组织由粒状α相和少量针状α相组成,组织偏析中存在α集束。固溶温度为970℃,出现双态组织,组织偏析消失。单相区固溶,固溶温度为1000℃,组织中α完全消失,全部由β转变组织构成。退火后合金抗拉强度为980MPa,延伸率为15.3%。随着固溶温度的升高,合金抗拉强度先增加后减小,延伸率降低。因此,采用970℃固溶+水冷,合金的综合力学性能最好,表现为抗拉强度为1260MPa,延伸率为6.5%。在1000℃单向固溶处理,合金出现“β脆”,降低了抗拉强度和延伸率。单向固溶与双向固溶处理对硬度的变化规律一致,表现为硬度随着固溶的升高而增加。