钛及其合金具有低密度、高强度以及良好的塑性等优异的力学性能,广泛应用于工业领域。近些年,低成本高强度钛合金成为国内外研究领域的重要课题。根据报道,Ti-Fe系合金在室温压缩测试中呈现出超过2GPa的强度以及良好的塑性变形。本文以Ti-Fe-Cu-C合金为研究对象,通过加入少量C元素,进一步优化合金组织提高合金的力学性能,制备了系列Ti-Fe-Cu-C合金,研究了合金铸态以及热轧态等条件下的组织和力学性能。本实验采用非自耗真空熔炼设备制备合金,采用X射线衍射仪、光学金相显微镜、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜等设备对该系列合金的相组成、组织形貌、结构以及断口形貌进行检测分析,采用INSTRON-5982万能实验机对合金的力学性能进行测试。首先,铸态Ti_95-x(Fe_96.83C_3.17)_xCu₅（x=10,15,20,25 at.%）系列合金中,合金的组织为以β-Ti固溶体为主,其次为Ti Fe化合物,以及由于C元素的添加形成一定含量的富钛型TiC。在压缩测试中,Ti70(Fe_96.83C_3.17)25Cu₅和Ti75(Fe_96.83C_3.17)20Cu₅合金展现出极高的屈服强度分别为1962和1918MPa。Ti80(Fe_96.83C_3.17)15Cu₅和Ti85(Fe_96.83C_3.17)10Cu₅合金均超过3GPa的极限断裂强度,分别为3013和3090MPa,以及良好的相对压缩率,分别为25.57%和35.30%。其次,对Ti₉₀(Fe_96.83C_3.17)₅Cu₅合金在900℃、850℃、800℃温度轧制变形,合金组织基体为β-Ti,随着轧制温度的降低,逐渐析出球形的α相,TiC在合金热变形后呈现出尺寸在2um左右较为细小的圆形颗粒。拉伸测试中,随着轧制温度的降低,合金的断裂强度由893MPa增加到1289MPa和1282MPa,塑性变形由无塑性变形到1.5%和1.89%的延伸率。对900℃轧制的合金样品在650℃保温30min短时退火发现,晶界处析出等轴状α相,拉伸断裂强度增加到1460MPa,塑性变形没有明显提升。最后,低合金化Ti₉₄(Fe_96.83C_3.17)₃Cu₃合金在850℃和800℃轧制后,合金组织属于α相和β相两相组织。850℃轧制样品的抗拉强度为1095MPa,5.04%的延伸率,呈现出良好的综合力学性能。