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β型钛合金因其优异的耐腐蚀性、低弹性模量、相变/孪生诱发塑性效应等结构功能特性从而在航空航天、生物医疗以及海洋工程等领域具有很广泛的应用前景。然而,传统位错强化手段往往在提高合金强度的同时降低其塑性,从而限制了β型钛合金的应用范围。因此,探索新型强化方式并与传统强化手段相结合来改善并优化β型钛合金的力学性能逐渐成为研究重点。本文主要调查了不同氧含量(0.1%-0.5%,质量分数)对β型Ti-15Mo合金塑性变形方式和第二相析出行为的影响;研究了预变形诱发{332}<113>孪晶与等温ω相的结合对不同氧含量Ti-15Mo合金力学性能的影响并分析其作用机制。结果表明,随着氧含量的增加,合金的塑性变形方式由{332}<113>孪生逐渐转变为位错滑移,从而导致合金的强度增加而延伸率降低。在低温(300℃-500℃)时效下,氧含量的提高增大了β相的稳定性,显著阻碍了等温ω相的形成;在高温(600℃)时效下,氧含量的增加促进了α相的形成。拉伸预变形诱发孪晶与等温ω相的结合显著改善了氧含量为0.1%和0.2%合金的力学性能,二者不仅具有较高的屈服强度,分别为861MPa和997MPa;同时还具有良好的均匀延伸率,分别为19%与9%。然而,这二者的结合增大了氧含量为0.4%合金的脆性倾向,并未改善其力学性能。另外,冷轧预变形诱发孪晶与等温ω相的结合被证实也是提高合金强塑性匹配的一种有效方法,使其表现出较高的屈服强度和良好的均匀延伸率。低氧含量合金经预变形再时效之后,其高屈服强度主要受位错滑移主导,其良好的均匀延伸率主要归因于预变形诱发孪晶所带来的静态晶粒细化效应以及后续变形过程中孪生激活引起的动态晶粒细化效应。氧含量的增加显著阻碍了等温ω相的形成和预变形孪晶的产生,同时也抑制了后续变形过程中孪生的再次激活,使得高氧含量合金经过预变形再时效后不能获得较好的强塑性匹配。因此,通过调整氧元素的含量,可以获得适当的变形组织和相变组织,为较大范围内调控和优化β型Ti-15Mo合金力学性能提供了可能。