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高强β钛合金具有高比强度及优异的深淬透性、冷热成型性和抗腐蚀性能等特点,已经成为航空航天领域的重要结构材料。随着航空航天事业的飞速发展,对β钛合金的低成本化和力学性能提出更高的要求,本文自主设计一种低成本亚稳β钛合金,并研究固溶和时效处理对该合金的显微组织和室温拉伸性能的影响,以期为β钛合金低成本化以及该合金热处理工艺的制定提供参考,结果表明:(1)基于低成本合金化、d-电子合金设计方法和Mo当量设计准则,设计了一种新型亚稳β钛合金,其名义成分为Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn(wt%),该新型合金的Mo当量为10.48,Bo值为2.773,Md值为2.361,均与商用牌号的高强β钛合金接近。(2)对合金进行不同温度的固溶处理后发现,(α+β)相区固溶处理后合金组织由初生α相和β相组成;随固溶温度升高至相变点以上,初生α相消失,合金组织单一的β相;随着固溶温度的升高,合金的屈服强度和抗拉强度随之提高;当固溶温度为750℃时,合金的断后伸长率明显提高,随着固溶温度的进一步提高,合金的断后伸长率先升高后下降。(3)对合金进行不同温度的固溶处理和500℃/4h的时效处理后发现,合金组织中均析出次生α相;随着固溶温度升高,在β相晶粒内部,初生α相逐渐减少至消失,次生α相尺寸数量减少、尺寸和间距增大;当固溶温度为750℃时,初生α相的间距最小,次生α相的尺寸和间距也最小;在β相晶界处均析出了连续的晶界α相,当固溶温度高于相变点后,沿晶界α相形成了向晶内平行生长的次生α相;随固溶温度升高,合金的强度和断后伸长率均呈现先升高后降低的趋势,且在固溶温度为750℃时,合金的强度和塑性最佳。(4)对合金进行不同工艺的时效处理后发现,时效温度大于450℃后,在β相晶粒内部均析出了大量的次生α相;随着时效温度的升高,晶内的次生α相尺寸变化不明显,但晶界α相明显粗化;合金的强度在时效温度为500℃时达到最大,合金的断后伸长率则随时效温度持续增大;时效时间为0.5h时,未见大量次生α相析出,当时效时间为2h时,晶内次生α相的尺寸最小且数量最多,随着时效时间的增加,晶内的次生α相明显粗大;合金的强度在时效时间为2h时达到最大,断后伸长率均较低且变化不明显。