钛合金具有比强度高、优异的抗腐蚀性及耐高低温等性能,成为航空航天领域极具应用前景和发展潜力的结构材料。与α+β型钛合金相比较,β型钛合金具有更优异的深硬化能力和冷热加工性能及易锻造性,适合用来制作板材及大型结构锻件等。随着β型钛合金在航空航天事业的快速发展,各国对新型的高强β钛合金的开发越来越重视。本文以新型β型Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金为研究对象,研究不同热处理工艺对高强β钛合金显微组织及力学性能的影响。通过对轧制温度为790℃和870℃的高强钛合金板材进行固溶处理,发现合金在(α+β)两相区和β单相区固溶后具有较高的强度和优异的塑性。在相变点以下固溶时,晶界处析出初生α相,限制β晶粒的长大,随着固溶温度升高至相变点以上β单相区,具有强化效果的初生α相消失,且单一的β相晶粒尺寸较大,合金在两相区固溶后的强度与塑性的匹配明显强于单相区固溶。高强钛合金板材在400℃~600℃时效处理过程中,在β基体内析出细小弥散的次生α相,显著的提高了合金的强度,次生α相的体积分数随着时效温度的升高逐渐减少,而次生α相的尺寸则逐渐增加,使合金的强度随时效温度的升高而降低,塑性则相反,随时效温度的升高而增加。通过对轧制温度为790℃和870℃的高强钛合金热处理后的性能的对比,发现合金板材在(α+β)两相区固溶及不同温度时效处理后的强度与塑性匹配要明显优于β单相区固溶及时效后的性能,因此固溶温度适合选择在两相区;对于轧制温度分别为790℃和870℃的合金板材在(α+β)两相区固溶及不同温度时效处理的性能进行对比,发现轧制温度为790℃时,合金的强度与塑性的匹配性更好,因此合金轧制变形温度应选择在相变点温度以下。