航空工业对高温结构件的服役要求不断提高,不仅要求高温钛合金具有更高的使用温度,还对材料的室温力学性能、高温力学性能、高温持久性能提出更高的要求。BTi6431S作为一种新型的近α型高温钛合金,其工作温度可以达到700℃,并具有优良的力学性能。但是新型高温钛合金具有短时有效的缺点,可能与其服役过程有关。为了研究这一失效形式,本文研究BTi6431S在室温和高温下,拉伸过程中位错组织的演化规律,以及研究退火后钛合金宏观力学性能的变化与微观位错组织改变,揭示材料退火失效的机理。主要有的研究结果如下:高温钛合金BTi6431S在室温下拉伸具有很高的抗拉强度和较好的延展性,其断裂类型以微孔聚集型为主的韧性断裂,并伴随着断口表面出现少量解理刻面和大量浅而小的韧窝;BTi6431S的初始位错组态为高位错密度的位错缠结和位错墙,均匀分布在α晶粒中;室温下发生塑性变形时,位错运动以平面型滑移带的滑移为主,位错在α晶内迁移,且可以跨过复杂的位错塞积结构继续滑移。BTi6431S在高温下拉伸时位错组态仍以位错墙和位错缠结为主,这使得材料在高温下仍具有较好的强度;随着时间的延长和应变的增加,平面型位错越过亚晶界迁移到相邻晶内,由于动态回复的作用,平面滑移带最终消失,造成应力持续下降,由亚晶界形成过程中位错运动共同协助提供塑性变形。高温钛合金BTi6431S短时有效的原因可能是:在钛合金服役过程中,钛合金原来网状位错缠结结构遭到破坏而消失,形成亚晶界,产生位错塞积,位错运动困难,钛合金无法承担更多变形提前断裂。而且退火钛合金在高温拉伸时脆化效应消失,退火过程中没有新相生成和析出物,因此高温钛合金的位错组织行为具有十分重要的作用。