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Ti2AlNb基合金具有良好的室温塑性、室温断裂韧性、抗裂纹扩展能力、抗氧化能力,较高的比强度和蠕变抗力等综合性能,在航空发动机上具有重要的应用前景。本文以经开坯锻造的Ti-22Al-24Nb合金为研究对象,研究固溶+时效热处理对合金显微组织演变规律及力学性能影响,并对Ti-22Al-24Nb合金进行平面应变断裂韧性测试,阐述合金断裂形式及断裂机理。随着固溶温度升高,Ti-22Al-24Nb合金的初生板条状O相和等轴α2相转变成B2相,B2相的体积分数逐渐增大,未溶解的α2/O相逐渐等轴化并长大。当固溶温度为1000℃时,B2相发生了部分再结晶,且随固溶温度升高,再晶粒晶粒逐渐长大。随固溶时间增加,Ti-22Al-24Nb合金的板条O相先溶解于基体中,随后等轴α2相也开始发生溶解,未溶解的α2/O相发生等轴化和长大,B2相发生再结晶和晶粒的长大。时效时间对不同相的含量和尺寸的变化影响较为显著,随时效时间的增加至24h时,B2晶粒发生了长大,且次生α2/O相长大明显,初生的α2相长大并等轴化。固溶时间对Ti-22Al-24Nb合金室温力学性能影响的结果表明:固溶时间为30min、2h时,合金的强度和硬度降低,但塑性提高;但固溶时间延长至3h时,合金的塑性出现降低,强度和硬度升高。Ti-22Al-24Nb合金室温最佳力学性能的固溶参数为1000℃/2h/WC(水冷),其抗拉强度为950MPa,屈服强度为915MPa,维氏硬度为344HV,伸长率为15.69%,截面收缩率为42.28%,弹性模量为90GPa。固溶时间对Ti-22Al-24Nb合金高温(600℃)力学性能影响的结果表明:高温下的力学性能指标与室温的变化规律相同,Ti-22Al-24Nb合金高温(600℃)最佳力学性能的固溶参数为1000℃/30min/WC(水冷),其抗拉强度为965MPa,屈服强度为917MPa,伸长率为15.72%。Ti-22Al-24Nb合金经1000℃/2h/WC(水冷)+780℃/20h/AC(空冷)固溶+时效处理后,其室温力学性能为强度和硬度升高,但塑性却大大降低至3%左右,随时效时间延长,强度和硬度进一步增加,塑性变化不大,合金高温(600℃)力学性能表现为强度增加不明显,但塑性明显增加,随时效时间延长,合金高温强度进一步增加,但高温塑性出现了下降。Ti-22Al-24Nb合金随固溶时间增加,合金的平面断裂韧性呈先升高后降低趋势,当固溶时间2h时,合金的平面断裂韧性KIC达到最大值51.6MPa.m1/2。随固溶时间的增加,合金断口形貌中的韧窝数量增加、尺寸变大、韧窝变深;但固溶时间增加为3h时,韧窝数量大量减少,合金断口主要是沿晶的脆性断裂。