原位自生钛基复合材料具有优异的力学性能，在航天、航空及汽车产业等领域受到广泛关注，因而有必要对原位自生法制备的钛基复合材料的显微结构和机械性能进行深入研究。本文采用真空自耗电极电弧熔炼方法制备了5vol.%TiB增强钛基复合材料，研究了钛基复合材料的高温变形行为和组织变化规律；分析了铸态钛基复合材料的显微组织和力学性能；探讨了轧制后钛基复合材料的组织与性能；阐述了热处理工艺对轧态钛基复合材料板材的室温组织与性能的影响。通过TiB2与Ti的化学反应制备了TiB增强钛基复合材料，采用三次重熔制得了钛基复合材料铸锭。将铸态钛基复合材料进行高温变形，得到β相区的变形激活能为224.54KJ/mol，应力指数为3.81，建立了TiB增强钛基复合材料的本构方程与峰值应力的表达式，为后续的热加工提供了理论依据。铸锭中基体组织为片层交错的网篮组织，增强相呈短纤维状与中空状。铸锭的上、中、下三个部分基体组织与增强相形貌存在差异，中心部位的室温拉伸性能最佳。当高温拉伸温度由550℃增加到750℃时，铸态钛基复合材料的强度逐渐下降，塑性逐渐提高，在550℃时有最大的抗拉强度675.7MPa，750℃下塑性达到20.4%。室温断裂机理为典型的解理断裂，550℃时仍为解理断裂，600℃与650℃时是准解理断裂，在更高温度时为韧性断裂。钛基复合材料的强化机制主要是细晶强化与第二相粒子强化。经高温锻造与β轧制后得到了钛基复合材料板材，基体钛合金由片状β相与细针状相组成。高长径比的TiB被破碎成短针状与块状。轧制后的钛基复合材料的室温强度与塑性较高，与铸态相比，抗拉强度提高了62%，延伸率提高5倍多。分析对比轧后钛基复合材料不同方向的高温力学性能，研究发现轧后钛基复合材料的力学性能存在差异。在700℃以下，轧向的钛基复合材料与横向的相比，强度更高，塑性更差。室温断裂断口由大量的韧窝和少量的解理台阶组成，高温断裂机制为韧性断裂。热处理后钛基复合材料的室温力学性能结果表明适当的热处理工艺可以提高钛基复合材料的室温强度与塑性，热处理后的钛基复合材料最好的延伸率达到6.2%。将钛基复合材料板材进行二次轧制并分析再次轧制后的显微组织。