Ti-24Nb-4Zr-8Sn(wt.％)(Ti2448)合金是一种高强度低模量多功能钛合金，该合金通过加入中性合金元素Zr和Sn实现了在低电子浓度条件下（e/a=4.15）抑制ω和α"相变，从而表现出多种优异性能:其强度模量比值约为2％，显著高于传统结构金属材料;室温下呈现出具有连续弹性软化特征的非线性弹性变形行为和约3％的可回复应变。这种结构性和功能性兼具的特点使该合金在生物医用及其他智能器件领域具有广泛的应用前景，但目前对于Ti2448合金中的非平衡相变被抑制的原因仍未研究透彻，其非线性弹性变形机制以及合金的强韧化方法仍有待进一步探索。因此，本文主要采用三维原子探针、同步辐射X射线、透射电子显微镜、内耗与力学谱、循环加载卸载拉伸实验、动态机械分析等技术，在4.2～850K宽温域内研究了Ti2448合金发生的多种类型的固态相变，包括低温下由热激活或热-力耦合作用下发生的晶格失稳和切变型相变以及中、高温下受溶质元素原子迁移控制的扩散型相变。探讨了各种固态相变的微观机制及其对合金结构和性能的影响。　　热轧态Ti2448合金纳米尺度的成分分析结果表明:该合金在由热轧温度空冷至室温的过程中，经历了早期的相分解，形成了以富Nb和贫Nb区域为特征的等轴形貌，其平均尺寸约2～3纳米。这种成分调制结构具有稳定β相的作用，使该合金在深度过冷至4.2K的条件下在长程尺度仍保持单一的体心立方结构。循环拉伸实验结果显示了该合金在这一温度区间内始终呈现出非线性弹性软化和超弹性。在4.2K＜T＜150K的温度范围进行循环加载/卸载拉伸实验，可获得的最大可回复弹性应变约为4.5％;在150K＜T＜400K内，该值逐渐降低至2％;400K＜T＜500K时，弹性应变值约为1％，表明该合金在4.2K至500K范围内均具有超弹性，超弹温域高出传统形状记忆合金约一个数量，同时具有受塑性变形损伤小的特点，在77K以上经12％大塑性变形后，弹性应变仅下降1％。　　热轧态Ti2448合金的纳米尺度成分调制对在高温区的β→α相变动力学产生影响。在α+β两相区时效处理过程中，逐渐加剧的成分调制会引发晶体结构调制，随后合金中受短程扩散控制的等结构调幅分解演变为受长程扩散控制的形核长大型相变。α"相变沿着阻力最小的方向进行，合金中贫Nb区域先转变为与母相β相结构更接近的α"相，随后α"相的结构连续演化，最终完成β→α相变。相变过程中Nb原子扩散与晶格畸变同步进行，Nb原子会富集在先期形成的析出相界面处，进而迟滞析出相后期的长大过程，这种相变机制有利于新相均质形核，获得显著的弥散强化效果。通过选择时效温度及时间可以控制析出相的形貌和体积分数，获得多种强度和模量的匹配。　　Ti2448合金中时效过程中析出的α"相处于热力学亚稳状态，降低温度或施加应力可促使其沿β→α相变路径发生切变相变，在驱动力消失后又自发恢复初始结构，具体表现为:在160～280K温度区间升降温过程中出现瞬态内耗，内耗峰温出现热滞后现象;在280K温度以上加载应力可出现超弹性。此外，在低温下利用α"相的热弹相变可提高合金强度、改善塑性。