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Ti6241s钛合金是由宝钛集团自行研究设计的新型近α钛合金。该合金具有有密度小、比强度高、耐高温、耐腐蚀、疲劳性能好等优良特性。本论文借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、透射电子显微镜、力学性能测试以及热模拟试验等手段研究了合金的T(α+β)/β相变温度、热变形行为以及热处理对合金室温、高温力学性能及其显微组织的影响。主要结论如下：(1)采用计算法、差示扫描量热法和连续升温金相法研究了Ti62421s钛合金的相变点,获得Ti62421s钛合金的Tα+β/β相变温度为1000℃。(2)采用热/力压缩模拟试验,研究了钛合金的热变形行为。分析了热变形参数对该合金高温塑性变形过程中流变应力的影响,并结合热压缩变形的应力-应变曲线,求得了合金高温变形的材料常数,建立了合金高温变形流变应力本构方程。结果表明：流变应力随着变形温度而降低,随着应变速率的升高而升高。(3)在两相区变形时,变形温度一定时,应变速率越低,原始α相球化越明显。应变速率一定时,变形温度越高,在变形后水淬过程中发生马氏体相转变现象越明显。在高应变速率(10 s-1),变形温度高于980℃(包括980℃)时,合金的真应力-真应变曲线出现一个明显应力峰值,随后应力急剧下降或者出现不连续屈服现象。材料压缩变形过程中温度越高,应变速率越高,这种应力不连续屈服现象越明显。(4)基于动态材料学模型建立了Ti62421s的热加工图,得出合金最佳变形工艺参数为：T=980℃,ε=0.01～-0.1s-1。(5)研究了固溶温度与时效温度对Ti62421s钛合金室温、高温力学性能的影响。室温测试的结果表明：在两相区固溶处理,随着固溶温度的升高,合金组织中的α相减少,β转变组织增多,当固溶温度进入β相区后为单一的篮网状p转变组织；随着时效温度的升高,α相尺寸先长大后溶解变小。随着固溶温度和时效温度的升高,β转变组织中A1含量升高。随着固溶温度的升高,强度和断面收缩率先升高后降低,延伸率逐渐下降。合金经980℃/1h,AC+550℃/8h, AC热处理后,合金可以获得较好的室温综合性能,抗拉强度1077MPa,伸长率13.6%,断面收缩率26.02%。高温拉伸试验结果表明：在固溶温度范围内,随着固溶温度的升高,抗拉强度和屈服强度先升高后下降,其延伸率和断面收缩率先下降后增大。合金抗拉强度和屈服强度随着拉伸试验温度的升高而下降,延伸率和断面收缩率随着拉伸试验温度的升高而升高。