近α型Ti-5111合金具有适中的强度、优异的韧性和室温抗蠕变性,作为理想的潜水器紧固件及船舶壳体材料而被广泛应用于海洋工程领域。开展Ti-5111合金综合力学性能与显微组织之间关系的研究对保障该合金在复杂海洋环境下的服役稳定性有重要意义。本文以近α型Ti-5111合金为研究对象,通过不同的热处理工艺选取双态组织、网篮组织以及魏氏组织,并对这三种不同组织进行拉伸、原位SEM拉伸、硬度测试以及SEM、EBSD等显微组织表征,探究不同组织对力学性能、塑性变形行为及裂纹扩展机理的影响,为Ti-5111合金在海洋船舶应用时的组织优化及服役可靠性提供参考。热处理温度、保温时间以及冷却速率等因素对Ti-5111合金的显微组织有显著影响,通过二次退火并缓慢冷却可以获得具有小尺寸板条状α束集的网篮组织。在β相变温度以上固溶处理并快速冷却可以获得魏氏组织,受冷却速率的影响魏氏组织内有大量细小的针状α。对三种显微组织进行力学性能测试,结果表明网篮组织强度最高,魏氏组织次之,双态组织较低,但双态组织的塑性最好,断后延伸率达到9.17%,网篮组织次之,魏氏组织塑性最差。综上所述网篮组织具有良好的强塑性匹配。对三种组织的断口进行SEM观察,结果表明双态组织为典型的韧性断裂,断口有大量等轴状韧窝,但裂纹路径平直,瞬断区有明显剪切痕,裂纹不易萌生但扩展速率较快。网篮组织呈现沿晶断裂特征,交织排列的板条状α束集对裂纹扩展有阻碍作用,其裂纹扩展速率较慢。魏氏组织呈典型的剪切断裂,断面附近呈现大量剪切带,塑性最差。EBSD表征分析了三种不同显微组织的变形机制。双态组织在初生αp中出现大量滑移带,其激活的滑移系类型较多,主要有基面滑移、柱面滑移以及锥面＜c+a＞滑移,这为其提供了良好的塑性。网篮组织的滑移带长度和位错密度较双态组织有所下降,这使其塑性受到一定影响,在大变形区观察到与应力轴约呈45°的剪切带,在尺寸较大的晶界α处出现（（?）101）[（?）（?）20]锥面＜a＞滑移以及（01（?）2）[01（?）1]形变孪晶,同时孪晶界对剪切带的扩展有一定阻碍。魏氏组织能发生塑性变形的区域较少,少量的滑移迹线仅存在于靠近微裂纹的部分较大尺寸α片层中,微裂纹附近发现大量剪切带。魏氏组织拥有较高的强度,但其热处理工艺中冷却速率过快限制了初生αp片层的数量及尺寸,这对魏氏组织的塑性造成了不利影响。