Ti65钛合金是我国自主研制的一种近α型高温钛合金,长时使用温度为650℃,短时使用温度可达650℃～700℃,可满足临近空间高超声速飞行器、空天飞机等对轻质高温高强结构材料的需求,其板材具有广阔的应用前景。针对此类应用下Ti65钛合金板材的氧化及变形问题,本论文开展了板材的高温循环氧化和高温拉伸实验。利用SEM、EPMA、EBSD等技术手段,较系统的分析了板材循环氧化后的表面氧化层组织、成分和力学性能特征,板材拉伸变形后的微观组织、织构演变、再结晶和位错运动特征等,分析了板材在高温服役环境下的循环氧化行为和变形机制,为Ti65钛合金板材的工程化推广应用提供理论基础与试验依据。对比研究了 600℃～800℃下未涂覆涂层的供货态板材和涂覆NiCrAlSiY涂层板材的高温循环氧化性能。结果表明,板材经500次循环氧化后,供货态板材仅在600℃～700℃循环氧化后可达到完全抗氧化级别;而涂覆涂层板材在所有实验温度下均达到完全抗氧化级别,涂层与板材的结合界面较致密,显著改善了板材的抗氧化性能。未涂覆涂层的供货态板材循环氧化后表面氧化层由为TiO2和Al2O3组成,随氧化温度升高,氧化程度加剧且氧化膜发生剥落,板材表面的氧化过程由扩散控制逐渐转变为反应控制机制。涂覆NiCrAlSiY涂层的板材,由涂层、扩散层和基材区三个区域组成,涂层表面氧化物主要为Al2O3。循环氧化过程中,涂层与板材间的元素扩散以Ni、Ti两种元素为主,Ni、Ti元素的互扩散导致在涂层和板材的结合界面生成Ti2Ni和TiNi;当循环氧化温度升高到800℃时,发生少量Cr元素扩散,涂层表面开始出现TiO2。经循环氧化后,涂覆涂层板材的拉伸强度保持率可达90%以上,拉伸延伸率仅为初始状态板材的30%左右,未涂覆涂层的供货态板材基本为脆断;板材塑性的降低主要是由于板材表面在高温下氧元素渗入导致的表面脆性所致。重点研究了板材在650℃～750℃下的高温变形行为。拉伸实验结果表明板材的高温力学性能对变形参数较敏感,高温拉伸强度随拉伸应变速率的增加逐渐升高;拉伸应变速率大于0.05s-1时,拉伸强度随拉伸速率增加的趋势变缓,拉伸强度值趋于稳定;相同的拉伸温度下,随拉伸应变速率的增加,板材的屈强比值（Rp.2/Rm）逐渐升高,此时板材的抗变形能力逐渐增强,但塑性变差。在拉伸速率0.001s-1～0.1s-1条件下,板材的650℃高温拉伸变形机制与位错运动相关;700℃～750℃下拉伸变形受自扩散控制,热变形机制主要为晶界滑动和位错攀移。板材的织构类型、位错密度和动态再结晶均受拉伸变形参数的影响。高温拉伸变形后板材中以B型（[0001]//ND方向）和R型（[0001]//RD方向）织构为主,随应变速率的升高,最大织构强度逐渐升高,同时板材中动态再结晶程度显著升高;动态再结晶增多导致板材中位错密度降低,同时产生大量大角度晶界（HAGBs）,有利于晶界滑动的大量启动,导致延伸率的显著提高。合金元素偏聚是导致板材高温拉伸性能测试不确定性的主要原因之一。在本文0.001s-1-0.1s-1的高温拉伸速率条件下,板材的高温拉伸弹性变形时间均大于达到最大溶质浓度的柯垂尔气团临界时间,随拉伸应变速率的增大,板材拉伸的弹性变形时间不断减小并接近该临界时间,导致板材的屈服强度不断增加但并未达到理论最大值。