Ti2448（Ti-24Nb-4Zr-8Sn,wt.%）合金是一种亚稳β型钛合金,不仅具有高强度、低模量和高韧性等优异的力学性能,而且兼具宽温域的因瓦、艾林瓦和超弹性等功能特性,为结构与功能一体化新型金属材料。前期研究结果显示:该合金利用旋节线成分分解（spinodal decomposition）机制形成了一种纳米尺度的海绵状成分分解组织,实现了原子剪切（atomic shear）和原子挪动（atomic shuffle）的连续调控,获得了晶体结构连续重构型BCC-HCP相转变。为了表征成分分解、晶体重构、微观组织和力学性能之间的定量关系,本论文拟通过小角中子散射、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、拉伸与循环加载拉伸实验等技术,研究热处理对Ti2448合金的成分分解、组织转变、晶体重构和力学性能的影响,建立动力学演化方程,构建有序度调控微观组织和力学性能的新方法。小角中子散射二维谱不仅证实了热轧态Ti2448合金具有纳米尺度的海绵状成分分解组织,而且发现了海绵状组织到片层状调幅组织的转变,不同于以往报道的单一组织类型的成分分解合金。为了揭示组织转变与晶体重构的关系,利用该合金原子剪切与原子挪动的线性关系,定义了有序度来表征BCC-HCP相转变。测量了热处理温度和时间对微观组织和有序度的影响,构建了微观组织和有序度演化的动力学方程。结果显示:两种演化过程由Nb原子的上坡扩散机制控制,其激活能为209kJ/mol;组织演化的时间指数为1/5,小于常规形核长大机制和片层状调幅组织的时间指数（1/3）;有序化的时间指数为1/16,远小于组织演化的时间指数。基于以上动力学方程,构建了有序度与微观组织的定量关系,发现了调控微观组织的临界有序度（约为0.5）,为认知晶体结构连续有序化成分分解机制提供了重要基础数据。研究了纳米尺度周期分布的微观组织和晶体结构的有序度对力学性能的影响,在片层状调幅组织区获得了超高密度的均匀分布析出相,建立了强度和模量随热处理温度和时间演化的动力学方程,在保持良好的塑性的同时将合金的强度提高了约50%,显著提升了 Ti2448合金的强度塑性匹配关系。通过模型拟合,构建了晶格有序度与合金力学性能的关系,这种由有序度调控的双相合金的强度与模量比值大于1.6%,接近非晶合金的比值,远高于其它高韧性双相钛合金。随着时效时间的增加,析出相的形核长大机制被激活,合金的强度可进一步增加,但是室温塑性会逐渐降低,在1400MPa高强度条件下保持约8%的室温塑性。因此,晶体结构连续有序化成分分解机制可显著改善Ti2448合金的强度塑性矛盾关系,为高强度金属材料的研制提供了一种可行思路。利用循环加载卸载实验研究了热处理温度和时间对Ti2448合金超弹性的影响,建立了演化动力学方程,其激活能约为83 kJ/mol,这一结果远小于微观组织演化和晶体结构有序化的激活能,但是与力学性能的激活能接近。构建了有序度与超弹性的定量关系,发现晶体结构的有序度低于约0.5时,合金的超弹性保持稳定,为热处理工艺调控合金的可逆变形应变提供指导。