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LF2合金是节镍的经济型Fe-Ni基时效强化型合金,其抗高温燃气腐蚀性能和耐高温性能优异。与国外广泛应用的镍基气阀合金Nimonic80A和Inconel751合金高温性能相当,由于Ni含量由70%下降至30%,成本大幅度降低,已大量应用于高负荷柴油机排气阀。为了深入研究Ti含量对合金微观组织及力学性能的影响,为实际生产提供理论基础,本文设计了Ti含量在1.67-2.59%范围内的六炉合金并对它们进行了深入的对比研究。首先采用Thermo-Calc软件计算平衡态下不同Ti含量合金中的析出相变化,为测试合金在上述非平衡态中析出相的演变作参考。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、微细相分析以及力学性能试验等,对不同Ti含量的LF2合金的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明：LF2合金中主要存在丫’相、MC相、Laves相和σ相。γ’相以近球形在晶内弥散析出,从析出相的析出量、析出颗粒数量和颗粒大小及形态综合分析,γ’相对合金的强化效果是占最大权重,是合金中最主要的强化相；Laves相在晶界以纤维状和块状析出,晶内有少量分布。随Ti含量增加,Y’相数量增加；Laves相的数量增多,由纤维状变为短棒状；合金的强度逐渐增加,塑性逐渐下降,高温强度逐渐增加。为了确定最佳的热处理工艺,固溶温度选取了(950℃、970℃、990℃、1020℃、1050℃(2和1070℃)×1h水冷,时效温度选取了(680℃、720℃、760℃和800℃)×10h空冷,时效时间分别选取5h、10h、15h和20h。并在室温下进行拉伸、冲击测试,以及微观组织的观察,分析不同热处理工艺对力学性能及组织的影响。结果表明,采用固溶温度990℃,时效温度760℃,时效时间10h的热处理制度,合金可以获得最佳的性能。本研究中700℃时效最长达到2000h,相当于汽车行驶20-25万公里。700℃长时时效过程中,随着Ti含量的增加,合金在长期时效过程中的强度逐渐升高,塑性逐渐下降；丫’相、Laves相和。相的含量都逐渐增加,MC相的质量分数变化不大,γ’相仍然是合金中最主要的强化相。时效时间在0-500h范围内时,合金屈服强度迅速提高,主要由于丫’相在数量上的大量析出,对合金起到非常明显的强化作用；500h-1500h范围内,合金的屈服强度缓慢升高是由于部分丫’相颗粒的长大,使其强化作用减弱；时效时间达到1500h时,不再有细小颗粒状的γ’相析出,丫’相颗粒进一步长大,再加上晶界碳化物的偏聚长大以及细长针状的σ相的大量析出,导致合金的强度开始下降。