本文以研究低含量TiB增强钛基复合材料的组织与性能为目标，基于准连续网状结构的设计理念，采用细小的TiB₂粉和大尺寸球形钛粉，通过低能球磨混合，在热压烧结中原位反应生成TiB增强体，成功制备出一系列体积分数小于3.0vol.%的TiB/Ti和TiB/TC4复合材料。并对烧结态TiBw/TC4复合材料进行热处理研究。利用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对不同状态、不同增强体含量的材料进行组织观察，研究增强体含量引起的基体晶粒尺寸及相组成的变化、增强体的形貌及分布特征。通过室温拉伸和高温拉伸试验对不同状态材料的性能进行评价，并且对拉伸断口进行SEM形貌观察。通过采用设定应变量的方法，定量跟踪材料塑性变形行为，分析变形区基体和增强体的变形特征，结合断口形貌提出本文材料的强韧化机制。SEM组织观察表明，增强体均匀地围绕纯基体区分布，以晶须状、棒状存在，少量TiB（≤0.25vol.%）生成即对组织起到细化作用，使合金原料的晶粒直径及板条尺寸显著减小，随着增强相含量增加，组织进一步细化，但变化不明显，组织的细化带来材料强度的增强。拉伸试验测试表明，材料强度在少量增强体生成时发生大幅增加，随后增幅减慢。烧结态0.25vol.%TiBw/TC4复合材料抗拉强度为975MPa，延伸率为22%，均高于纯TC4合金的性能，并且与采用粉末冶金法制备的钛基复合材料相比，塑性有极大的改善，断口形貌显示，存在明显的韧窝和大量撕裂棱，属于典型的韧性断裂。对0.25vol.%TiBw/TC4复合材料进行淬火时效，研究不同淬火温度和时效温度下，组织和性能的变化特点。力学性能测试结果表明，随淬火温度提高，材料强度提高，延伸率降低，而时效温度提高带来的影响恰好相反。经过比较，考虑到优化材料性能以及节约成本，选定930℃淬火、550℃时效4小时的处理工艺对纯TC4合金及0.25².0vol.%TiBw/TC4复合材料进行强化处理，可以看到材料强度得到显著提高，尤其是高温性能，获得明显改善。0.25vol.%TiBw/TC4材料在550℃高温下的强度，由烧结态时的450MPa，提高到652MPa。