Ti2AlNb合金因具有密度低、比强度高和蠕变抗力好等优点,在航空航天领域的应用越来越广泛。传统工艺制备的Ti2AlNb合金板材常具有成分偏析、组织不均匀等缺点,且制备周期长、效率低。本文使用放电等离子烧结预合金粉制备合金坯料,而后在不同相区使用不同单道次压下量包套热轧的方法制备了性能良好的Ti2AlNb合金板材,该方法具有短流程、成本低等优势,主要研究轧制温度和轧制工艺对板材的组织演变和力学性能的影响。本文首先使用放电等离子烧结Ti2AlNb预合金粉制备合金坯料,结果发现在1060℃、50 MPa时烧结所得坯料的密度可接近Ti2AlNb粉末的全密度。坯料中B2相的平均晶粒尺寸为25.9μm;B2内部存在冷却过程中析出的O相。利用扫描电镜和X射线衍射结合的方法对目标轧制温度进行所在相区确定,结果发现850℃位于O+B2两相区;950℃位于α2+O+B2三相区;1030℃位于B2单相区。在B2单相区轧制时,包套边缘均有开裂;随着轧制过程的进行,B2晶粒尺寸逐渐增大,沿轧制方向有所伸长,晶界弯曲。B2单相区轧制可兼顾板材的室温强度和塑性。板材的室温抗拉强度均高于1100 MPa,使用四道次热轧制备的板材的延伸率高达9.5%。对所得板材进行高温性能测试时发现,使用三道次轧制所得板材在650℃时抗拉强度可高达931.4 MPa,但延伸率较低,仅为3.4%,塑性较差的主要是B2相晶界无α2相析出,高温时晶界易发生破坏,导致板材发生沿晶断裂。在O+B2两相区轧制所得包套外侧均出现开裂,多道次轧制可降低板材表面粗糙度。二道次轧制时板材中O相多呈针状;随着轧制道次增多,O相逐渐球化,且球化O相的含量增多,使用四道次轧制所得板材中的O相大多呈球状。拉伸实验的结果表明,使用三种不同轧制方案所得板材的抗拉强度均高于1400 MPa。二道次热轧所得的板材抗拉强度高达1540.7±24.7 MPa;板材的抗拉强度随轧制道次的增多逐渐下降;板材的室温塑性较差,三种方案的延伸率均低于3%。对所得板材进行高温性能测试时发现板材在高温时抗拉强度很低,但延伸率可达到70%以上。在α2+O+B2三相区轧制时仅二道次轧制的包套外侧出现轻微开裂。B2相的晶粒尺寸随着轧制过程进行而逐渐增大。三相区热轧获得的Ti2AlNb合金板材兼有较高强度和良好塑性,这主要是由于弥散化纳米O相和微米级球状O相同时存在,产生增强与增塑协同效应。板材抗拉强度均高于1050 MPa,延伸率均高于9%,其中,使用四道次热轧制备的板材的延伸率高达13.9±1.6%。对板材进行高温性能测试时发现,三道次热轧轧制所得板材在650℃时抗拉强度为956.6 MPa,此时板材的延伸率为7.7%。