TC18（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）合金是一种（α+β）型高强高韧的两相钛合金,在航空、航天等领域应用甚广,特别适用于制造飞机、船舶等大型承力装置。以往的研究表明该合金对热处理制度的变化很敏感,所以揭示（α+β）型钛合金在多级热处理制度下的微观组织演变规律及其对力学性能的作用机制,是深入挖掘钛合金高强高韧以及指导热加工工艺的科学依据,是当前领域内的研究热点之一。但是TC18合金的强韧化机理仍需更加深入的研究,尤其是关于多级热处理制度对于TC18钛合金组织、拉伸及断裂韧性的影响规律需要进一步完善。通过深入研究该合金在多级热处理制度下的组织演变、对力学性能的作用机制及强韧化机理,对指导TC18钛合金的实际生产应用具有重要意义。采用固溶、单级时效和双级时效工艺对锻态TC18合金进行热处理,研究其微观组织演变规律及其对拉伸性能的作用机制。结果表明,固溶温度影响了时效过程中时效α相的析出行为,其中时效α相的数量伴随着固溶温度的升高呈现递增趋势变化。当合金在500-600℃进行单级时效时,随着时效温度的升高,形貌呈现细针状的次生α相从基体中析出,其含量降低且伴有沉淀相粗化的行为。与单级时效相比,合金经双级时效热处理后,三次α相析出,时效α相的总体含量略有增加。微观组织研究结果表明,时效α相是合金的主要强化相。此外,其数量的多少以及密集或分散的析出方式直接影响着强度,但却伴随着塑性的损失。一般来说,较高的固溶温度和较低的一级时效温度会析出更多细小形貌的时效α相,从而导致更高的强度。同时,在时效合金拉伸变形后的拉伸试样中发现了{11（?）4}和{1 0（?）1}孪晶,提高了合金塑性变形过程中的协调变形能力。TC18合金可以通过多级热处理实现强度和延展性之间的出色匹配,并提供足够的强度范围（978-1439MPa）和可选的延伸率（8.25-18.9%）。研究了多级热处理对TC18合金断裂韧性及断裂行为的影响。结果表明,大量较细的纳米级时效α析出物会引起较大的应力集中,促使微孔聚合生长,不利于裂纹的偏转,从而造成合金断裂韧性的损失。时效温度的升高使α析出物变粗并降低其数量,促使裂纹偏转,并消耗额外的能量,从而提高合金的断裂韧性。此外,通过宏观断口形貌分析发现,韧性较高的试样剪切断裂区面积较大,裂纹扩展路径较为曲折。通过微观断口形貌分析发现,断口形貌主要以高密度的韧窝为主,且较高的韧性增加了韧窝的尺寸。