随着航空航天工业的发展,对轻质、高强、高温抗氧化性能材料的要求越来越高,而Ti2AlNb基合金具有密度低、比强度高、热强度好以及耐高温腐蚀性好等特点,因而得到了广泛的关注。Ti2AlNb基合金材料结构件多以热成型方式进行制备加工,但由于其热变形抗力大,有效热加工窗口较窄,成材率不高,组织对成型工艺很敏感等问题,使得Ti2AlNb基合金进行塑性加工比较困难,成为了 Ti2AlNb基合金大规模生产的瓶颈,制约着Ti2AlNb合金的工业化生产。基于此,为了促进Ti2AlNb基合金在航空航天领域的推广应用,本文以Ti-25Al-19Nb合金为基础,添加不同含量的B2相稳定元素Mo,细化其微观组织,提高其热变形能力,并全面分析Mo元素在Ti2AlNb基合金热加工过程中的作用机理;利用等温锻造工艺获得由等轴初生α2/O颗粒+二次α2/O板条和B2基体组成的双态组织,开展合金在热处理过程中连续冷却转变规律的研究;在合金服役方面,通过动态加载,对初始微观结构分别为片层和双态组织的Ti2AlNb基合金进行动态力学响应行为研究。此外,还对合金板材的包套轧制成型工艺开展了相关基础研究工作。论文的主要研究内容与成果如下:（1）Mo元素对Ti2AlNb基合金的影响机理研究:Mo元素可以细化Ti2AlNb基合金片层α2/O相,但对合金的相变点温度产生一定影响,高含量的Mo会导致Ti2AlNb基合金O+B2+α2三相区变窄。通过热模拟压缩试验得出Mo元素会影响合金的压缩流变应力和塑性,高含量的Mo元素能够提高Ti2AlNb基合金的压缩峰值应力,但塑性差,变形过程中易导致失稳,这对合金的加工成型极为不利。研究发现,0.5Mo合金（Ti-25Al-19Nb-0.5Mo合金）的高温变形性能明显要优于2Mo合金（Ti-25Al-19Nb-2Mo合金）;Ti2AlNb基合金在热变形过程中的失稳行为与Mo元素的含量有关。此外,高温压缩变形过程中,0.5Mo合金中片层的球化方式主要通过O→B2+α2的转化,2Mo合金主要为O相直接转化为B2相。（2）组织结构调控:以0.5Mo合金为材料基础,通过等温锻造工艺获得的双态组织,建立了合金的B2相连续冷却转变CCT曲线,揭示了在不同冷却速率条件下微观组织演化行为。随着温度的降低,在一定的冷却速率条件下,合金的相转变过程主要为B2→B2+α2→α2+O→O;而当冷却速率超过约1200℃/min,微观组织中O相主要来源于B2相的直接转变,此时O相为亚稳态;不同冷速条件下微观组织析出方式也有所不同,在冷却速率为5℃/min条件下,片层组织首先从晶界析出,并向晶内生长,冷却至室温得到的片层α2/O相的体积分数更高,硬度HV值更大;在冷却速率为100℃/min条件下,片层组织从晶界晶内同时析出,O相和α2相的体积分数较低,硬度HV值与B2相区所得组织的HV值相差不大。通过调整冷却速率及冷却终止温度,可在一定程度上对合金的微观组织进行调控。（3）动态力学响应行为及其变形机制研究:通过动态加载试验,建立了动态塑性变形模型,发现片层组织变形协调主要依靠片层的破碎、弯曲及旋转;双态组织除了具有片层组织变形协调机理外,微观组织中分布的等轴晶粒还会限制片层束的变形及位错的迁移,从而导致双态组织的动态峰值应力在室温/2000s-1速率下远高于片层组织。并基于塑性变形吸收功,揭示出拥有片层和等轴组合的双态组织结构合金具有更低室温绝热剪切敏感性。（4）热变形行为及板材的制备:微观组织为双态组织结构的锻态0.5Mo合金具有较良的热加工性能。在热变形过程中,微观组织球化前后合金的压缩变形机制分别以片层α2/O相弯曲破碎和球化晶粒的拉长为主;软化机制主要表现为O相和α2相的动态再结晶,其中,B2相主要起到变形协调作用。基于热加工图分析,确定出合金安全的热加工区域在865～950℃/0.15～0.001 s-1和950～1100℃/1～0.001 s-1范围内。通过对锻后态0.5Mo合金进行包套轧制,在轧制温度为950℃（处于O+B2两相区）和1000℃（O+B2+α2三相区）时获得的板材拉伸强度和塑性均为最优,得到厚度分别为2.12 mm和1.95 mm的合金板材,板材表面无明显缺陷,其抗拉强度和延伸率分别为957.90 MPa和 3.24%、903.38 MPa 和 2.60%。