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Ti-6Al-4V合金为典型的（α+β）型钛合金，由于其较好的综合力学性能和良好的加工性能，在很多应用领域受到人们的青睐。但随着服役温度的升高，其高温性能差、组织不稳定等问题日益凸显。本文从提高Ti-6Al-4V合金的力学性能角度出发，研究了β稳定元素Nb、α稳定元素B对Ti-6Al-4V合金微观组织以及力学性能的影响，主要结论如下： （1）作为β相稳定元素，Nb的添加产生固溶强化和细晶强化作用。随着Nb含量的增加，次生α相的析出量增多。次生α相的片层间距明显小于初生α相的片层间距，因此时效处理后合金的硬度显著增加。 （2）作为α稳定元素以及晶界净化、晶粒细化元素，B的添加产生细晶强化作用。B的添加显著减小了Ti-6Al-4V-10Nb合金中β晶粒尺寸以及α片层间距。晶界处析出的TiB硬而脆，以及次生α相的共同作用，使时效处理后合金的硬度增加。 （3）对Ti-6Al-4V-10Nb合金进行锻造和热处理，研究了热处理对合金组织和性能的影响。热处理后，初生α相的体积分数减少，次生α相的体积分数增加。随着固溶温度的增加，初生α相的体积分数明显减少，次生α相的体积分数明显增加。随着固溶温度的增加，Ti-6Al-4V-10Nb合金的屈服强度和抗拉强度明显提高。