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本发明公开了一种高强韧性短时高温钛合金板材及其制备方法和应用,涉及钛合金材料技术领域。按质量百分数计,元素组成包括7%~8%的Al、3%~4%的Sn、10%~12%的Zr、2%~3%的Mo、2%~3%的Nb、1%~2%的W、0.5%~0.7%的Si、余量Ti和微量不可避免的杂质元素。本发明采用固溶淬火+锻造开坯+双衬板轧制+时效退火的热机械处理工艺,获得晶粒细小、第二相纳米弥散分布、无边裂、兼具优异室温工艺塑性和高温瞬时强度的大尺寸钛合金板材,满足航空航天、军事装备工业对合金材料综合性能的要求。