通过原位合成法制备多种增强相复合增强钛基复合材料可充分发挥不同增强相的优点,满足不同的性能需求,而且,复合增强较单一增强钛基复合材料具有更好的综合性能和材料设计自由度,开发复合增强钛基复合材料对高性能钛基复合材料的开发与应用具有现实意义。目前,原位合成的复合增强钛基复合材料的反应物尺寸大多为微米级,生成的增强相尺寸较大,易出现反应不完全,而对直接添加纳米级的反应物的报道较少,因此,研究纳米级反应物在原位反应中形成增强相的形貌、分布及其对复合材料组织与性能的影响,有利于开发高性能的钛基复合材料。本文利用行星球磨混合纳米B₄C与微米级Ti-6Al-4V粉末,采用放电等离子烧结（SPS）制备了原位合成TiB和TiC增强钛基复合材料。研究了烧结工艺和B₄C加入量对复合材料组织和性能的影响,对复合材料进行固溶和时效处理,研究了B₄C加入量对热处理复合材料的摩擦磨损性能的影响,分析其磨损机制。获得了如下研究结果:研究了烧结工艺和B₄C加入量对复合材料组织和性能的影响。结果表明,含2wt.%B₄C的Ti-6Al-4V粉末在1000¹150℃温度范围,原位合成了（TiB+TiC）/Ti-6Al-4V复合材料。增强相TiC为2⁵μm颗粒状,分布在原始Ti-6Al-4V颗粒边界;而TiB为晶须状,由颗粒边界向Ti-6Al-4V颗粒内部生长。随烧结温度的升高,复合材料的屈服强度、抗压强度和工程应变均先增加后降低,1100℃获得了良好的综合性能。1100℃烧结0-3wt%B₄C的复合材料,随着B₄C添加量的增加,增强相数量增加,显微硬度增加,工程应变逐渐降低;复合材料的屈服强度和抗压强度在添加2wt.%B₄C时达到最大,分别为1410MPa和1771MPa,较基体合金分别提高了64.20%和23.18%,工程应变由基体合金的29.37%降低至17.78%。研究了固溶温度和时效温度对（TiB+TiC）/Ti-6Al-4V基复合材料组织和性能的影响。研究发现,随固溶温度的升高,初生α相含量减少,淬火马氏体增加,导致塑性降低、硬度升高。时效过程中马氏体在450℃以上发生分解,获得弥散分布的α+β组织,当时效温度超过550℃,分解产物发生明显粗化。960℃×1h固溶+500℃×6h时效后,复合材料的屈服强度和抗压强度为1632MPa和1970MPa,相比于烧结态分别提高了14.93%和11.23%,工程应变由烧结态的17.78%降至15.23%。研究了（TiB+TiC）/Ti-6Al-4V复合材料的摩擦磨损性能。结果表明,对添加2wt%B₄C复合材料,摩擦系数随载荷的增加而降低,磨损失重随载荷的增加而增高,低载荷时为磨粒磨损,随载荷的增加,发生氧化磨损。在恒定载荷（50N）下,随B₄C添加量的增加,平均摩擦系数降低,磨损失重减少,磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。添加2 wt.%B₄C复合材料的磨损率相较基体合金降低36.69%。