系统地研究了TC4-DT合金在990℃~1050℃窄温区的晶粒长大行为,定量地评价了晶粒长大对层状组织演变和力学性能的影响。显微组织观察表明,随着热处理温度和时间的增加,β晶粒尺寸增大,这可以用改进的Sellars模型来描述。确定了β处理过程中的晶粒生长指数(n=2.741)和活化能(Q=161.0 kJ mol−1)。随着热处理条件的变化,α菌落大小与β晶粒相似,但α板厚度变化不大。Hall-Petch方程可以定性地显示层状组织参数(先前的β晶粒尺寸、α团簇尺寸和α板厚度)与力学性能(强度、延展性和冲击韧性)之间的关系。含有不同取向α团的细小β晶粒产生了更多的边界,阻碍了位错运动和裂纹扩展,使裂纹扩展路径更加迂回。结果表明,α团尺寸的控制是提高TC4-DT合金力学性能的关键。