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β钛合金由于具有高的时效强化效应、优异的强度和韧性匹配以及淬透性好等优点，已成为超高强钛合金的理想选择。本文以一种自主研发的新型β钛合金为研究对象，按照两种不同类型的热处理工艺分别进行实验，探讨不同热处理工艺对该合金组织与力学性能的影响。利用OM、SEM、TEM、X射线衍射仪和电子拉伸机等手段分析了该合金经固溶+时效处理以及热轧态直接时效处理后的显微组织、断口扫描以及室温拉伸性能。从热力学和动力学角度出发，分析讨论不同热处理工艺下该合金的时效强化特征，探究该合金最佳热处理工艺制度。实验测定出该合金的相变点为705±5℃，并在相变点上、下进行不同温度和冷却方式的固溶处理，结果表明，在相变点上固溶处理后得到单一的等轴β相，相变点以下固溶处理后β基体上析出短棒状和颗粒状的α相，而冷却方式对该新型β钛合金固溶处理后组织的影响不大。研究发现，合金经固溶+时效处理，合金拉伸强度均随固溶温度的升高而逐渐提高，720℃固溶+时效12h后其拉伸强度达到最大，且塑性较好，温度继续升高，合金的抗拉强度下降。720℃固溶处理为该合金的最佳固溶温度。720℃固溶处理后，随着时效温度的降低，该合金的强度和硬度显著升高，塑性明显降低，400℃时效12h后其抗拉强度可达到1430MPa以上，但延伸率只有6.74%，而440℃时效时合金强度高塑性较好。720℃固溶水冷+440℃时效12h为该合金较为理想的固溶+时效热处理工艺，其室温拉伸性能为：Rm=1411.5MPa、Rp0.2=1297.5MPa、A=11.28%、Z=41.25%。通过对合金直接时效后的组织与性能的研究发现，直接时效后合金的硬度和强度随时效温度的降低而显著升高，相反其延伸率及断面收缩率均快速增大，时效10h后其硬度达到最大值。440℃直接时效10h后该合金具有优异的室温拉伸性能，Rm=1472.5MPa、Rp0.2=1376.6MPa、A=9.36%、Z=38.15%，其综合性能高出固溶+时效最优工艺下合金的性能。