Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金屈服强度高、比强度高、密度低,高温下有良好的蠕变性能,是航空航天极具竞争力的轻质材料。本文通过维氏硬度测试、X射线衍射分析、扫描电镜和透射电镜的表征从二次退火时间、二次退火温度、退火次数三个方面系统地研究了Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金微观结构的演变及其对力学性能的影响。主要结论如下:（1）Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金在800℃分别进行500 h到2000 h的二次退火,随着二次退火时间的延长会造成合金中相的含量和形貌发生变化,但是并不会改变合金中相的种类;随着二次退火时间的延长层片团界面逐渐粗化,生成由α₂、γ、β_o三相组成的网络状结构。二次退火500 h后α₂板条内部生成β_o颗粒,β_o相的生成使得单个α₂板条变成α₂/β_o/α₂竹节状结构。随着二次退火时间的延长,α₂板条中生成的β_o相逐渐长大侵入到临近的γ板条内部,使得原先平直的板条界面变得弯曲。β_o在α₂板条内部的生成使得层片团内部的结构更加细化。由于板条结构的细化造成合金的硬度在一定程度上得到了提高。另外α₂板条内部生成的β_o相中没有发现有ω_o相颗粒生成。（2）Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金在1230℃保温1 h进行空冷后合金内部主要是过饱和的α₂颗粒,只有部分区域有板条结构生成,当在850℃到950℃进行二次退火后,合金中过饱和状态的α₂颗粒内部基本上全部生成了板条结构。而且随着二次退火温度的升高板条平均间距逐渐的变大,合金的层片团界面会逐渐形成网络状结构。板条结构的分解以及剩余板条平均间距变大共同作用造成了合金硬度的降低。（3）Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金在1230℃退火1 h随炉冷却得到是近γ组织;在950℃进行二次退火6 h会造成板条间距变大,β_o相颗粒减少,α₂+γ层片团内部有球状γ颗粒生成,这些因素造成合金硬度下降。同时950℃进行二次退火造成β_o等轴晶中的Al元素含量比重提高,Nb元素含量在γ等轴晶中的比重提高,Mo元素含量在γ等轴晶中的比重降低;二次退火后再将合金在900℃进行第三次退火200 h,合金中β_o相数量明显变多,大量的β_o相分布在晶界处和板条内部,这会提高合金的硬度。α₂+γ层片团内部析出的β_o相除了颗粒状外,还有一种片条状β_o,其所在的层片团板条结构基本消失。900℃长时间退火会造成β_o等轴晶中的Ti元素含量比重降低,Nb元素含量在γ等轴晶中的比重降低,Mo元素含量在α₂+γ层片团中的比重降低。