钛是一种稀有金属,钛及钛合金拥有着密度小、高比强度、可焊性好、耐腐蚀等良好的综合性能,因此其被大量应用于航空航天、航海船舶、军工医疗等现代工业领域。本文的实验材料TC4钛合金母材,并对TC4钛合金母材及其电子束焊焊接接头进行研究,在实验中我采用了光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和二次离子质谱仪（SIMS）等微观结构表征方法结合慢应变速率拉伸试验以及动态电化学充氢等宏观力学性能测试手段,以拉伸曲线的应力应变损失以及断口性质分析和对TC4母材及其焊接接头的应力腐蚀和氢致开裂行为进行了深入研究。研究结果表明:在室温空气环境下,母材与焊缝芯部的拉伸强度比较接近,均为900 MPa,但是母材在室温空气下的延伸率（16%）明显高于焊缝芯部在室温空气下的延伸率（13%）。TC4母材在人造海水环境下,没有产生应力腐蚀敏感性,母材的强度和延伸率与其在空气中相比损失不明显,断口形貌也没有明显区别,主要特征为大量延性韧窝,未发现沿晶开裂或解理开裂特征。断口主裂纹方向与加载轴方向大致呈50度夹角,体现了多晶金属材料延性断裂的特点,断口截面未发现二次裂纹。TC4焊缝表现出微弱的应力腐蚀敏感性,在海水溶液中焊缝的强度和延伸率与其在空气中相比均有轻微损失。焊缝在空气中的断口主要特征为延性韧窝,而焊缝在溶液中断口的除了大量延性韧窝外,还发现了少量的准解理特征。从断口截面观察,主裂纹方向与加载轴方向大致呈60度夹角,断口截面未发现二次裂纹。在动态电化学充氢环境下,与焊缝相比,母材的拉伸强度和延伸率都低于焊缝,TC4母材表现出更强烈的氢脆敏感性。母材的在充氢后的断裂方式主要是以吸收能量相对较低的沿晶开裂模式为主,焊缝芯部的在充氢后的断裂方式主要是以吸收能量相对较高的穿晶解理和准解理开裂模式为主。钛属于氢化物形成体系金属,其氢致开裂行为与氢化物的类型、数量与分布密切相关。母材在α相内部和β相内部以及α/β相界面处析出了大量细小的fcc结构的δ氢化物,与焊缝芯部只在α相板条内部处析出了大量的fcc结构的δ氢化物。由于焊缝和母材的微观结构不同导致了析出δ氢化物的分布不同。母材中氢化物的析出位置和析出数量均大于焊缝芯部的氢化物析出分布,因此导致了焊缝比母材更好的抵抗氢致开裂的能力。