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随着先进航空发动机推重比不断增大，压气机温度不断提高，要求压气机盘承受更高的工作温度和工作应力。若使用传统的单一钛合金盘件，必定导致某些部位性能富余，某些部位性能不足，无法充分发挥钛合金的性能潜力，难以满足高性能发动机的要求。双合金压气机盘是根据盘缘、盘芯的服役需求不同，分别采用不同的合金，通过合适的结合方式，制成整体压气机盘。双合金盘的制造优点是可较为灵活地组合不同合金以满足盘件不同部位的性能需要，难点是实现物理化学性能差别较大的异种合金的良好结合。本文的目标是探索采用高温性能优异的金属间化合物Ti-22Al-25Nb合金与高温钛合金Ti60试制双合金压气机模拟盘。 基于此本文以热模拟压缩实验为基础，侧重研究了Ti-22Al-25Nb难变形合金的高温变形行为，建立了高温变形时的本构方程和热加工图，优化了变形参数；利用等温锻造实验对Ti60/Ti-22Al-25Nb电子束焊接件焊接界面进行改善，系统研究了不同热力参数对焊接界面组织的影响规律，确定了不同微观组织对力学性能的影响及拉伸断裂机理；基于Ti60/Ti-22Al-25Nb小试样的研究结果成功试制了Ф350mmTi60/Ti-22Al-25Nb双合金压气机模拟盘。主要研究结果如下： （1）Ti-22Al-25Nb合金高温变形时的流变应力对变形温度和应变速率比较敏感。随着变形温度的降低和应变速率的升高，合金流变应力增大。对实测的原始流变应力曲线进行了摩擦修正和温度修正，原始数据经摩擦修正后应力下降，之后经温度修正后热变形时金属内部不均匀温升引起的应力下降被补偿，流动应力值有所回升。建立了Ti-22Al-25Nb合金热变形时的加工硬化阶段和软化阶段的本构模型，该模型能较好地预测Ti-22Al-25Nb合金的高温流变行为。 （2）分析了第二相对Ti-22Al-25Nb合金高温变形行为的影响，发现Ti-22Al-25Nb合金发生高温变形时一方面第二相促进变形储存能的积累，使再结晶驱动力增大；另一方面第二相对晶界有钉扎作用，阻碍晶界迁移和再结晶晶粒的生长。分析了低速变形动态再结晶时第二相粒子和溶质原子对晶界的反作用，结果表明当金属低速变形发生再结晶时，第二相粒子的体积分数、形状尺寸影响较显著。分析了高速变形时，Ti-22Al-25Nb合金流变应力曲线的多峰现象，发现该现象与第二相的存在密切相关，并推导了临界位错密度计算公式。 （3）基于动态材料模型及Prasad失稳准则构建了Ti-22Al-25Nb合金在变形温度950-1070℃，应变速率0.001-10s-1区间内的热加工图。确定了Ti-22Al-25Nb合金热加工时的失稳区、不完全再结晶区、超塑性变形区和完全再结晶区，获得了该合金热加工参数的较佳范围，发现低速变形时的超塑性变形区和完全再结晶区的低温区（变形温度β/B2界面进行改善强化。等温锻造后，原始焊缝粗大铸造枝晶被破碎并发生动态再结晶形成细小等轴晶粒，同时焊接时形成的孔洞、疏松等缺陷被压实或者焊合，增加了焊缝有效连接面积，提高了其致密度。焊缝中原始针状马氏体α′在高温下发生分解生成α+β相，针状脆性O相逐渐向α2相转变，而分解后形成的α相和α2相被变形破碎并发生球化。α/α2相呈细小等轴状或棒状弥散分布在基体上，较好地强化了焊缝。）采用等温锻造的方法，在不同的变形条件下对Ti60/Ti-22Al-25Nb双合金焊接（5 950-1030℃；应变速率0.001-0.01s-1）展现出更好的微观组织特征。 （4）采用真空电子束焊接的方法将Ti60/Ti-22Al-25Nb双合金进行了焊接。焊缝为典型的铸态组织，由靠近边界的柱状晶和中心的等轴晶组成。个别试样焊缝处可观察到少量气孔，并且单纯的焊后热处理的方法无法使这些气孔焊合消失，只有通过热变形的办法，才能使其焊合。焊缝区由B2基体、针状O相及马氏体α?组成，其中针状O相和马氏体α?相交错分布在B2基体上。焊件热处理后，焊缝力学性能改善不明显，其室温拉伸性能较差，试样均断裂在焊缝处。 （6）Ti60/Ti-22Al-25Nb双合金电子束焊接件经等温锻造并热处理后强度、塑性、韧性均得到了显著提升。试样大多断裂在Ti60母材侧，断口处发生了较明显的颈缩，呈现出典型的韧性断裂特征。综合不同条件下等温锻造实验结果及四种不同热处理实验结果，通过微观组织分析及力学性能测试，发现Ti60/Ti-22Al-25Nb双合金电子束焊接件经变形温度1010℃、应变速率0.001s-1、变形程度40%的等温锻造及990℃/1h，AC+750℃/4h，AC的锻后热处理后，表现出最佳的综合力学性能。 （7）基于Ti60/Ti-22Al-25Nb双合金电子束焊件最优等温锻造工艺参数及锻后热处理制度，制定了合理的Ti60/Ti-22Al-25Nb双合金模拟盘试制工艺方案，成功试制出了Ф350mm双合金模拟盘。结果表明，经等温锻造及热处理后焊缝性能得到明显改善，均高于界面两侧基体合金的最低标准值，达到了预期技术指标，验证了该项技术的可行性与稳定性，为未来型号1：1典型双合金盘的研制和应用奠定了基础。