非均匀增强钛基复合材料相比于均匀增强钛基复合材料综合性能更为优异,其准连续结构提升了塑性,其增强相非均匀分布的特征可使复合材料的强度接近于H-S理论强度上限。其强韧化机制和失效行为需要明确,性能的表征目前停留在定性描述阶段。为此,本文通过低能球磨+预烧结+包套热挤压的工艺,制备出晶须取向固定的柱网状2.6vol.%TiBw/TC4复合材料。通过观察不同温度下Ti-6Al-4V钛合金和复合材料拉伸试样的不同区域来明确变形过程中增强相的强化机制和失效行为,进一步基于细观力学建立了温度变化下抗拉强度的预测模型来定量表征复合材料在变形过程中的力学响应并进行验证。低能球磨(100r/min/6h)后压实密封,在1150℃预烧结0.5h后空冷,随后在1150℃进行热短时热挤压(挤压比:10.6)。热挤压成品的组织分析结果表明:增强相的引入会细化晶粒,在β相区热挤压会产生动态再结晶。复合材料由晶界α相,球化α相,魏氏体,Ti B组成。不同微相区的性能存在差异,晶粒在不同方向上变形程度不一致会导致微相区产生各向异性,微相区在平行于挤压方向上的变形能力弱于垂直于挤压方向上的变形能力。通过对比25℃-700℃的断裂后拉伸试样的不同区域的组织和力学性能,发现复合材料低温时的断裂是增强相的脆性断裂和基体的韧性断裂组成的复合型断裂,高温时仅仅是基体的韧性断裂。基体和增强相之间的不协调变形导致在界面上产生剪切力,因而会造成增强相内的正应力的累加来实现承载强化,增强相的失效表现为多次断裂和脱粘。复合材料相比于Ti-6Al-4V钛合金综合性能更为优异,增强相加入后能在保证塑性降低程度小的前提下增加强度。随着温度的升高,屈服强度的提升比例与基体的屈服强度成比例下降。抗拉强度的提升比例在400℃以下稳定在15%左右,高于400℃由于脱粘,强化效果下降。引入增强相会抑制基体的加工硬化和流动软化的能力。在热挤压后继续变形,仅保留取向特征为<0001>α//ED的织构。从细观力学的角度分析了复合材料由弹性变形阶段过渡到塑性变形阶段的机理,明确了增强相断裂处的周围基体优先产生塑性变形的事实。在分析了位错强化和细晶强化随温度变化的趋势并进行了拟合后,分别推导了基于晶须承载强化的室温晶须非断裂复合材料抗拉强度预测模型、基于最大长径比的室温晶须多次断裂复合材料抗拉强度模型。其中室温晶须多次断裂复合材料抗拉强度模型预测值与实验均值相近,相对误差低于0.03。在此基础上引入脱粘长度,从能量损失的角度利用试验数据拟合出脱粘长度随温度变化的多项式方程。随后建立了在温度变化下含脱粘的复合材料抗拉强度预测模型,预测误差低于0.1。这项工作可以为Ti B增强钛基复合材料不同温度下抗拉强度的预测提供参考。