Ti-55531（Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr）是一种高强韧的近β钛合金,具有β相变点低、加工性能好、淬透性高、焊接性能优良等特点,广泛应用于航空领域的关键承力构件。热处理是改善和提高近β钛合金的力学性能最有效方式之一,通过适当的热处理工艺调控α相析出行为,获得高强度、高韧性、高塑性的综合力学性能。本文以Ti-55531合金为研究对象,通过不同的预处理工艺引入一定的缺陷,研究缺陷浓度对α相析出行为及力学性能的影响。采用B?hr DIL 805A/D高精度差分膨胀仪并结合OM、PAL、XRD、SEM、TEM、EBSD等分析手段研究经不同预处理+时效处理后合金的显微组织和力学性能,主要结论如下:Ti-55531合金经不同预处理后,基体中晶体空位型缺陷浓度随固溶温度增加而增加;合金在900℃固溶处理后分别以0.5～200℃/s的范围冷却至室温时,空位型缺陷浓度随冷却速度先下降后增加,且当以50℃/s冷却时至室温后,空位型缺陷浓度最低;合金基于880℃保温50 min水冷至室温,经4%和9%冷轧变形,晶体中的空位型缺陷浓度随冷轧变形量增加而增加。Ti-55531合金经不同预处理+550℃时效处理过程中发生β→α相转变,α相呈三角状、树枝状、集束状分布。预处理所产生空位型缺陷与析出α相的形态和体积分数密切相关。空位型缺陷浓度越大,合金在550℃时效处理初期析出体积分数越大,随时效时间延长,出现的PFZs区域面积越大。Ti-55531合金在预处理产生的空位型缺陷越大,在550℃时效处理过程中,α相易从小角度晶界析出,具体如下:合金在860℃固溶+时效处理后,α相易从小角度晶界析出,而在900℃固溶+时效处理后,α相易从大角度晶界析出。合金在900℃固溶后以0.5℃/s冷却至室温后基体析出少量的V状排列的α_WM相,为后期时效处理析出α相提供形核条件,从而使α相在大角度晶界析出比例增大;合金经固溶处理后在550℃直接时效处理过程中,α相易在大角度晶界析出。Ti-55531合金基于880℃/50 min/WC的固溶处理,随后在450～650℃进行时效处理,α_WM和α_WGB相的尺寸及分布与时效温度有关。当时效温度越高时,α相尺寸越大,析出α_WM相比例越高。合金经冷轧变形后产生的缺陷浓度对α析出起着重要作用,经变形的合金在时效处理初期仍存在一定变形特征,且α相在缺陷浓度密集区域析出较致密;随冷轧变形量增加,α相析出量大幅度增加,α相厚度先减小后增大,当合金经9%冷轧变形+时效处理后发现局部存在明显的变体选择效应。Ti-55531合金在预处理后产生的缺陷浓度对时效处理后合金的力学性能有着重要的影响。缺陷浓度越高,时效初期硬度变化速率较快,时效处理后强度较高。随时效时间的延长和冷轧变形量的增加,合金显微硬度均增加;而合金的显微硬度增加速率随时效时间延长而降低。