β型钛合金由于其优良的耐腐蚀性、高的比强度、良好的生物相容性和低的弹性模量等诸多优点,广泛应用于石油化工、航空航天和生物医疗等领域。同时,β型钛合金多种多样的变形方式和相变类型会显著影响其综合性能,目前在钛合金基础研究领域,建立合金元素、析出相和塑性变形方式之间的内在关联性仍比较困难。前期研究发现Ti-15Mo合金在变形过程中产生的{332}＜113＞孪晶使其具有较好的强塑性匹配,等温ω相的析出和Fe元素的添加均使其变形方式转变为位错滑移,塑性显著降低。然而,第二相析出以及Fe元素对β型Ti-Mo合金变形方式转变的影响机理尚缺乏系统的理解,有待进一步研究。本文利用金相显微镜、维氏硬度计、万能拉伸试验机、X射线衍射、背散射电子衍射和透射电镜等调查了不同温度固溶处理后β型Ti-15Mo和Ti-15Mo-1Fe合金的微观组织、变形方式和力学性能以及不同温度时效处理后各合金的相析出行为（等温ω相和α相）。结合第一性原理计算,基于特定取向模量分析了Fe元素对亚稳相析出行为以及变形方式的影响;以及等温ω相对Ti-15Mo合金塑性变形方式的影响,进一步阐明了第二相析出和Fe元素与合金变形方式的内在关联性。结果表明,随着固溶温度的升高,Ti-15Mo和Ti-15Mo-1Fe合金的晶粒尺寸增大,且均由β相和三方结构的淬火ω相组成。两种合金的屈服强度随着晶粒尺寸的增大而减小,而维氏硬度则表现出相反的趋势。屈服强度的减小主要归因于晶粒尺寸的增大,而维氏硬度的增大主要取决于淬火ω相和空位（点缺陷）的强化作用。随着时效温度的升高,两种合金依次析出等温ω相和α相,使维氏硬度表现出先增加后降低的趋势,且Fe元素抑制了上述第二相的析出,同时固溶温度高的合金中更多的空位使时效后析出的等温ω相和α相更多。不同固溶温度的Ti-15Mo合金拉伸变形时均激活{332}＜113＞孪生,且孪晶数量随晶粒尺寸的增大而增多。Ti-15Mo-1Fe合金的变形组织以滑移带为主,Ti-15Mo合金时效析出等温ω相后,{332}＜113＞孪晶同样向滑移带转变。等温ω相的析出使Mo元素在β基体中富集,提高了β相稳定性,孪生被抑制。第一性原理计算结果表明Fe元素的添加使合金中与ω相塌陷相关的G111以及与{332}＜113＞孪生剪切、重组相关的G113、C?均增加,从而对淬火ω相和{332}＜113＞孪生起到抑制作用。