β型钛合金具有高比强度、良好的冷成型性和耐蚀性,在航空航天飞行器结构件方面具有良好的应用前景。但随着我国航空航天事业的高速发展,钛合金结构件的强韧性需要进一步加强,因此开发新型高强韧钛合金成为必要需求。本文根据合金设计准则、经验参数、电子参数等设计了三种β型钛合金,分别为Ti-V-Mo-Cr-Fe-Al(1#)、Ti-V-Mo-Cr-Zr-Al(2#)和Ti-Mo-Al-O(3#)合金。三种合金的钼当量分别为:13.60、14.16、15.00。并且通过计算(B_o,M_d)值预测合金的变形机制,此外通过理论计算,预测了合金的密度、相变点、β相的理论强度、退火后合金组织中α相的体积分数。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)观察分析试样在不同热处理工艺下的组织并测量对应的压缩性能。结果表明:三种合金的相变点分别为840 ~oC、790 ~oC、900 ~oC,与计算相变点(822 ~oC、768 ~oC、905 ~oC)的差值在实验误差范围内。1#、2#合金在580~oC时效6 h具有最好的压缩性能。并且在550~oC时效8 h以上有获得更好性能的趋势,3#合金在500~oC时效2 h具有较好的压缩性能,抗压强度达到1800 MPa。对试样进行不同变形量的冷轧并对轧后试样进行不同工艺的热处理,结果表明:三种合金在轧制过程中产生较多孪晶并且1#合金发生相变,这与(B_o,M_d)值预测的结果相同。对1#合金进行双级冷轧退火后获得较好塑性,δ=12%,此时?_b=1120 MPa。2#合金可以进行85%变形量的冷轧。对60%冷轧变形量的合金进行800 ~oC/30 min再结晶退火后获得较好塑性δ=18%,此时?_b=1200 MPa,正火后经过550 ~oC/10 h时效,合金的抗拉强度达到1510 MPa,此时δ=5%。3#合金可以进行85%变形量的冷轧,轧后退火获得15%的延伸率,正火后时效获得1395 MPa的抗拉强度。