钛基复合材料（Titanium Matrix Composites，TMCs）因具有高的比强度、比刚度以及优异的耐腐蚀性能，在航空、航天、化工等领域具有广阔的应用前景。然而，TMCs所固有的增强相与基体之间的界面结合及热膨胀系数匹配等问题，导致其强度和塑/韧性不相匹配，而且基体在高温下会发生软化，导致其性能和服役可靠性降低，限制了其广泛应用。为了解决以上问题，本研究采用粉末冶金法（P/M）通过Ti与BN原位反应制备TiBw增强和N固溶增强的复合强化TMCs，在此基础上对所制备的TMCs进行不同工艺退火热处理，研究在不同退火温度和时间下增强相TiBw含量对TMCs晶粒尺寸的影响，通过对其晶粒尺寸，微观形貌以及力学性能测试和分析，研究晶粒长大动力学，分析TiBw对TMCs显微结构和力学性能的影响以及晶粒尺寸的钉扎作用机制。　　主要研究内容和结论如下：　　Ti与BN原位反应制备Ti-TiBw复合材料：将Ti与BN混合粉末在1000℃进行烧结，Ti与BN发生原位反应生成高致密的TiBw增强和N固溶增强的复合强化TMCs。显微组织观察表明：TiBw呈细长晶须状，分布在晶界处；结合XRD分析、XPS分析以及TEM分析结果：BN分解所生成的N原子以固溶形式存在于Ti基体中，反应完全，界面干净。　　热处理对Ti-TiBw晶粒尺寸的影响：与纯Ti相比，随BN添加量的增加，生成TiBw含量逐渐增多，基体晶粒尺寸逐渐减小，TiBw显著细化了基体晶粒尺寸。经过900～1200℃热处理，TiBw明显提升了基体晶粒粗化温度。在粗化温度前，随着热处理温度和时间的增加，晶粒尺寸无明显变化，此时生成的TiBw有效抑制了晶粒长大；达到粗化温度后，TiBw长径比和形貌发生显著变化，晶粒长大抑制作用减弱，随退火温度和时间的增加，晶粒快速长大。　　TiBw对Ti-TiBw晶粒尺寸的钉扎效应机理：与纯Ti比较，随着BN添加量的增加，生成TiBw含量逐渐增多，分布在晶界处，阻碍晶界迁移，部分晶界被TiBw占据，降低了系统的界面能，而晶界与TiBw分离将导致界面能的上升，此时晶界迁移速率将逐渐减小，晶界迁移所需激活能逐渐增大。TiBw长轴平行于晶界时，随着其长径比和含量的增加，TiBw对晶界的钉扎作用越明显，处于晶界的TiBw倾向于平行于晶界分布。　　热处理对Ti-TiBw力学性能的影响：与纯Ti相比，随着BN添加量的增加，N原子在Ti基体中的固溶量增加，试样硬度逐渐增加。经900～1200℃热处理后，随温度的升高，基体的硬度逐渐增加，在1200℃达到最大。与纯Ti相比，随着BN添加量的增加，试样抗拉强度呈先增大后减小趋势，延伸率呈降低趋势，断裂方式从韧性转为脆性断裂。添加0.1wt%BN的试样强度和塑性分别为791 MPa和13.6%，经900℃热处理后，其抗拉强度提高了36 MPa，延伸率保持不变。此时TiBw有显著钉扎作用，能起到细晶强化和TiBw的承载作用，强度和塑性均保持在良好水平。当温度继续升高，TiBw粗化，钉扎作用减弱，此时晶粒粗化严重，导致试样强度下降。