随着科学技术的快速发展，需要具有更高强度，更高使用温度的材料来满足工业的需求，因此，作为复合材料大家庭成员之一的金属基复合材料得到了研究人员的重视。其中非连续增强钛基复合材料（TMCs）具有比刚度高、比强度高、成本低等优点而得到了广泛研究。近年来，为了进一步提高TMCs的力学性能和使用温度，基于复合材料中增强相的空间分布理论，开发了一种具有增强相三维准连续网状分布的原位自生TiB晶须增强TA15(Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)的复合材料新结构。本论文针对这种网状结构的 TiBw/TA15复合材料的高温变形和断裂行为研究该材料的高温力学性能，这对于该材料的进一步改进以及应用具有重要意义。
　　本文采用原位扫描电镜（SEM）对700℃条件下反应热压法制备的具有准连续网状结构的3vol% TiBw/TA15变形行为进行了研究。采用了扫描电镜观察材料室温断裂后断口边缘的微观组织和断口形貌并以此推断复合材料在室温下的变形行为。通过数字图像相关方法（Digitalimagecorrelation,DIC）计算应变图，并与数值模拟结果进行对比，探讨了网状结构在变形过程中的作用。获得以下主要研究成果：
　　（1）在室温条件下，基体中几乎没有微裂纹产生，而在TiB晶须中出现裂纹，且TiBw中没有多段断裂的现象产生，只有一条裂纹在增强相中曲折扩展或沿增强相纵向劈裂。在α相中发生了塑性变形，有滑移带的产生。
　　（2）在700℃下,微裂纹几乎同时在TiB晶须和TA15中β相中产生,当裂纹扩展到α相时，会被α相抑制。随着变形的增加,多段断裂出现在TiB的晶须和β相中，表明TiB晶须的增强效果可以得到充分利用，α相中出现滑移带，表明α相发生了塑性变形。α相的塑性变形对阻碍裂缝扩展起到了至关重要的作用。随着微裂隙的累积,这些裂缝会相互连接,沿着α相中的滑移带扩展导致最终断裂。复合材料的断裂机制主要是基体中α相的塑性变形以及β相的断裂，随后导致的TiB晶须的断裂和脱粘。宏观断口呈蜂窝状特征，说明裂纹主要沿网状边界扩展。
　　（3）采用DIC方法，将在700℃下拍摄的扫描电镜照片和室温下拍摄的光学显微镜照片作为输入，对材料变形过程中的应变分布进行了计算。700℃下，在弹性阶段，增强相附近存在较大应变与较小应变相邻的现象。在塑性阶段，应变集中在与拉伸方向呈±45°应变带中以及变形中产生的微裂纹附近。在室温下，应变在弹性阶段是均匀的，在塑性阶段应变集中在试样中部，裂纹沿网状边界扩展导致最终断裂。
　　（4）数值模拟结果表明，直接法建立的增强相呈离散分布的模型中网状结构对于复合材料的应力分布影响较小，但可以改变应变分布，使得应变沿着与加载方向呈±45°分布，应变分布较为均匀，降低了灾难性断裂的倾向。两步法建立的连续模型中网状结构对于应力分布影响较大，与拉伸方向平行的网状区域起到承载应力的作用，而与拉伸方向垂直的网状区域在变形的后期才开始承载应力，这种现象对裂纹的产生有很大的影响。