由于具有较高的比强度、良好的耐蚀性以及无磁性等诸多优异特性,钛合金在航空航天、生物以及化工业等诸多领域都有广泛的应用,并起着非常重要的作用。但是随着社会经济的发展,对于新型钛合金的需求也随之增加,因此对钛合金的研发提出了新的挑战。本文研究基于Ti-20Zr（重量比）合金,通过添加不同含量的钼（Mo）元素从而制备出一系列的Ti-Zr-Mo三元合金,并且利用不同的金属处理工艺,探讨了合金的微观组织结构、相组成、力学性能和腐蚀行为的演变规律。对一系列铸态的Ti-20Zr-xMo合金研究发现,Mo含量的改变能够对铸态合金的微观组织结构、相组成、力学性能和腐蚀性能起着关键的作用。当Mo元素的含量增加,合金中粗大的α板条逐渐细化,并且伴有初始β晶界形成。由于固溶强化以及细晶强化等综合强化作用,合金的强度呈现出随Mo元素含量增加而逐渐增加的趋势,其中Ti-20Zr-10Mo合金屈服强度最高达到1100 MPa。Mo含量添加至15 wt.%时合金呈现全β相,同时合金在呈现β相时强度和塑性综合性较好。合金的耐蚀性则与相组成相关,在铸态合金中的α相相比于β相更易被腐蚀。轧制处理没有改变合金的相组成,轧制前后都呈现全β相结构。但是轧制处理使合金中原始β晶粒发生了变形,晶粒在外力作用下破碎,形貌发生变化,呈现沿轧制方向的晶粒分布取向。轧制处理不同程度的提升了合金的强度以及塑性,其中800℃下热轧处理的试样具有最优的力学性能,有着905 MPa的抗拉强度和26%的断后延伸率,并且轧制处理对合金的耐腐蚀性能没有明显的优化或者减弱的趋势。轧制处理留下的晶粒取向特征在经过500℃退火后没有消除并且该温度下退火使针状α相沿初始β晶界析出,对力学性能不利,轧制后的晶粒变形组织随着温度提高而逐渐消除。退火温度为800℃的合金试样具有最好的综合性能,其抗拉强度为1000 MPa,断后延伸率则达到了28%。