TC10钛合金是一种在TC4基础上发展的高强度损伤容限型（α+β）型钛合金，具有优良的抗腐蚀性能及较好的热处理强化效应，可以通过不同的热处理工艺对合金的性能或服役过程的稳定性进行调整。因此，本文主要针对TC10钛合金具有热处理强化效应，组织与性能对热处理温度和时间敏感开展基础研究。分别研究了该钛合金300℃和500℃温度下，经过100，300，500小时热处理时间后的组织及力学性能。讨论影响力学性能的主要因素，明确了组织形成规律。其结果表明：温度对TC10钛合金热暴露组织及力学性能影响较为明显，在300℃/300h热暴露处理后，相对于初始铸态组织，合金的抗压强度升高，硬度提高，塑性降低，而500℃/300h后试样压缩抗力下降，硬度降低，塑性回升，分析认为在热暴露初期，β相中析出一些α相，并且随着热处理时间延长，分散的α相有聚集的现象，在较高的热暴露温度，TC10钛合金出现原始的板条α相在形变应力与热应力作用下出现断裂及部分区域溶解，α相板条出现混乱排列，导致强度下降。等温处理过程中，热暴露100小时后，随着热暴露保温时间延长，合金的抗压强度相对于初始试样，强度、硬度下降，塑性上升；此外，随着热暴露温度和保温时间延长，钛合金表面的氧化层深度增加，并且在500℃热处理后，TC10钛合金氧化层中出现明显的裂纹，并且裂纹宽度随着保温时间增加而变宽。