随着现代工业的发展,碳排放量日益增多,化石燃料等不可再生能源逐渐匮乏,氢能的推广成为可持续发展的重点。质子交换膜燃料电池作为氢能源的载体,具有清洁高效的特点,成为了研究的热点。钛由于其密度低,比强度高,耐腐蚀性好的性能,十分适用于氢燃料电池的双极板材料的选用而被广泛研究。本文以一种用于燃料电池双极板的钛合金为研究对象,研究其铸态和锻态的组织与性能的关系,热变形行为以及电化学性能。对钛合金进行显微组织表征。结果表明,铸态钛合金晶粒尺寸粗大,由片状α相集束组成,层片间距15μm-25μm,第二相Ti2Ni沿α相片层边界分布,存在动态再结晶晶粒和孪晶。锻态钛合金显微组织为网篮状α相,晶粒平均尺寸为23.3μm。第二相Ti2Ni少量沿α相片层边界分布,多数偏聚于富集区或弥散分布,第二相强化作用效果显著。对铸态和锻态钛合金进行拉伸性能测试分析。铸态钛合金屈服强度为152.0MPa,抗拉强度为249.9MPa,断后延伸率为9.62%,室温拉伸下断口形貌由微孔聚集性韧性断裂和解理脆性断裂共同特征,以脆性断裂为主,这是大晶粒尺寸和片状α相组织共同作用结果。锻态钛合金屈服强度为224.6MPa,抗拉强度为309.5MPa,断后延伸率为50.85%。具有微孔聚集性韧性断裂特征,属于塑性断裂。对铸态和锻态钛合金分别做变形温度600℃～900℃和600℃～800℃,应变速率皆为0.01s-1～1s-1的热变形实验,计算得到铸态Ti合金热激活能为159.402k J/mol,锻态为90.993k J/mol。随着变形温度上升,应变速率下降,材料的变形抗力降低。结合绘制的热加工图知,铸态钛合金最佳变形区为850℃-900℃/0.01 s-1-0.018 s-1区域,锻态钛合金最佳变形区为780℃-800℃/0.01 s-1-0.018 s-1区间。对铸态和锻态钛合金进行电化学性能测试。结果表明铸态钛合金开路电位为-0.497V,锻态为-0.525V。相比于锻态Ti合金,铸态合金的腐蚀电流密度更低,腐蚀电位更高。钛合金钝化膜为双层结构,内层膜致密度高和外层膜为多孔层。致密层厚度较小,但耐腐蚀性能优异,表面平整;多孔层厚度大,耐蚀性较差。通过等效电路拟合得出铸态钛合金极化电阻为73.06Ω·cm~2,锻态为41.59Ω·cm~2,前者耐腐蚀性更优异。