TC4钛合金作为一种轻质结构材料,因其比强度高、耐腐蚀、耐高温等良好的综合性能和结构效益高等优点,被广泛应用于航空发动机以及飞机机体结构件的制造中。TC4材料的硬度、弹性模量等力学性能是保证其安全稳定服役的关键所在。但是,目前国内外对TC4材料力学性能的研究仍大多停留在宏观层面,且TC4材料的服役工况分为常温和400℃以下高温环境两类工况。因此,对TC4钛合金材料开展常温及高温下的微纳米压痕测试,研究其力学性能的变化规律是迫切且必要的。本文综合分析了微纳米压痕测试技术与TC4钛合金材料的国内外研究现状,结合TC4材料的实际服役工况,提出后续试验方案:分别对TC4材料进行室温和高温两种工况下的微纳米压痕测试,通过分析载荷-位移(p-h)曲线和残余压痕形貌,在常温下主要对比了宏区与微区下TC4材料力学性能的差异;高温下主要探究了温度对TC4材料力学性能的影响。在压痕试验开始前,详细介绍了微纳米压痕测试技术的基本原理-Oliver-Pharr法、压头材料的选取及压痕尺寸效应对应的几何必须位错理论模型,为后续的压痕试验提供了理论基础。使用标准硬度块对实验室自主研制的微纳米压痕仪压痕曲线进行校准,保证了仪器的测试精度。使用该压痕仪对TC4材料进行了常温下宏区压痕测试,通过分析载荷-位移曲线,并使用扫描电镜对残余压痕形貌进行辅助观测,得出了TC4材料力学性能的宏观表现;使用安东帕商业化压痕仪(具备显微监测功能),针对金相腐蚀后的TC4试样,进行了两相纳米级微区压痕测试,对比分析不同相区的力学性能参数的差异,以及宏观与微观下力学性能差异,得出结论:在宏观层面,受尺寸效应影响,硬度、弹性模量均随着最大压入载荷的增大而减小,且在4~8N范围内下降明显,在8~14N范围内趋于稳定;在微观层面,α相与α-β混合相的硬度、弹性模量等力学性能参数有明显差异,α相的硬度和弹性模量均高于α-β混合相的硬度和弹性模量值;对比分析宏区与微区压痕测试结果,发现TC4的宏观力学性能主要取决于α相的力学性能。使用实验室自主研制的高温压痕仪,对TC4材料开展高温压痕试验研究。分别进行了室温、200℃、300℃、400℃四个温度梯度,8N、10N、12N、14N四个载荷下的高温压痕试验;通过分析测得的p-h曲线,并利用场发射扫描电镜进行辅助观测,得出了硬度和弹性模量随温度的变化规律:TC4材料的硬度和弹性模量均表现出随着温度升高而下降,且下降趋势逐渐趋于平缓。