Ti-B12是一种高强度低模量的新型医用亚稳β钛合金材料,其名义成分为Ti-10Mo-6Zr-4Sn-3Nb。合金元素的生物相容性优良,避免使用Al、V、Cu等对生物组织和细胞构成危害的合金元素。冷变形过程可以有效降低材料的弹性模量。而通过析出相细化的方法可以增强钛合金材料强度,包括抑制α片层长大和增加α相形核质点。本文通过对Ti-B12合金固溶时效热处理的研究,分析对α析出相的影响,掌握其相变条件与组织演变的规律。并研究冷变形对Ti-B12合金显微组织、力学性能和织构的影响规律。通过双级时效热处理制度,研究低温预时效对α析出相和力学性能的影响,并借助预变形+时效的手段,研究位错、滑移带等在时效过程中对α析出相和力学性能的影响,最终获得Ti-B12合金材料在组织演变和性能控制等方面研究结果,为该合金的应用提供充实的理论基础。Ti-B12合金790℃/1h固溶后水冷和空冷,时效所得显微组织基本相同。510℃时效后针片状α相在晶界和晶内形核析出。合金经固溶随炉冷后时效,随时效温度的升高,初生α相逐渐由椭球状长大为片层状。时效过程中的加热速率对α片层生长影响不大。Ti-B12合金在510℃等温时效过程中次生α相转变动力学采用JMAK方程进行描述为:ζ=1-exp（-1.625 t 0.477）。Ti-B12钛合金时效响应过程分为三个阶段:第一阶段为α相形核孕育阶段（时效保温开始到5min）;第二阶段为快速析出阶段（从保温5min到3h）;第三阶段为α相转变稳定阶段（从保温3h到8h）。Ti-B12合金在冷变形过程中经历了 α"相转变、位错增殖、变形带演变以及晶粒绕轴向的转动和伸长。合金在冷变形后,由{112}<111>和{110}<112>织构转向γ-fiber{111}<110>和α-fiber {112}<110>,其中α-fiber随变形量的增加先减弱后增强。Ti-B12合金的强度随变形量的增大逐渐增强,由于未完全破碎的原始晶粒的作用,合金在较小变形量下的塑性仍保持在一定水平,具有较好的冷变形能力。Ti-B12合金的弹性模量随变形量的增加呈现下降的趋势,与冷变形过程中的位错增殖、晶粒细化和晶粒逐渐向<110>方向转动有关。350℃低温预时效过程中并未有ω相析出,无ω相产生的低温预时效并不会改变α相的析出温度,仍在450℃左右。但预时效态的合金在后续510℃时效,α析出相的片层长度有所减小,未低温时效和预时效态的合金力学性能差异较小。预变形态合金在430℃时效时次生α相优先在变形带上形核析出,晶内位错滑移带会降低α相形核势垒而促进α相形核。随时效温度的升高,α片层厚度逐渐增大,随变形量的增大,α析出相的体积分数有所增加,维氏硬度也随之增加。