塑性变形连接技术是制造高性能轻量化构件的关键技术之一,选择不同组织状态的异质钛合金进行塑性变形连接,可以充分利用异质钛合金性能优点,制造满足复杂服役要求的高性能轻量化构件。其中,异质钛合金连接界面处的介观空洞与连接界面处微观/纳观组织决定了连接接头的性能。基于不同组织状态TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面介观空洞演化与微观/纳观组织演变研究中需要解决的基础问题,本文开展了相关研究,主要研究内容和结果如下:采用电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）方法观察了不同组织状态（片层组织、等轴组织和表层纳米晶）TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接界面微观/纳观组织,分析了连接界面动态再结晶机理、梯度结构演变和连接界面迁移机理。研究结果表明:片层组织、等轴组织和表层纳米晶TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接时,原始连接线主要转变为TC17合金的β相与TC4合金的α相形成的连接界面α/β相界。片层组织、等轴组织TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接界面处β相发生连续动态再结晶形成了等轴β晶粒,等轴组织、表层纳米晶TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接界面TC4合金一侧初生α（αp）晶粒发生不连续动态再结晶形成晶粒尺寸较小的等轴α晶粒,这主要与连接界面处的塑性流动有关。随着连接温度的升高,表层纳米晶TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面TC17合金一侧梯度结构逐渐消失、β相织构强度减小,这主要是TC17合金发生晶粒长大所致。片层组织TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面处塑性流动使得TC17合金与TC4合金相互楔入,从而促进连接界面迁移,等轴组织TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面TC4合金一侧αp晶粒发生动态再结晶促进连接界面迁移。当连接温度为840℃、连接压力为30 MPa、连接时间为30 min时,片层组织、等轴组织TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接界面原始连接线基本消失。采用扫描电子显微镜（SEM）方法观察了不同组织状态TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接界面空洞形貌和尺寸,分析了连接界面上的空洞演化机理。研究结果表明:连接压力的增大、连接温度的升高和连接时间的延长均会促进片层组织、等轴组织TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面上的长条状空洞转变为尺寸较小的圆形空洞,这些圆形空洞主要分布于连接界面晶界（IGB）或者等轴组织TC4合金一侧,这主要是因为连接界面处原子由β相向空洞的扩散速度显著大于由α相向空洞的扩散速度。连接工艺参数相同时,等轴组织TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面上的空洞闭合速率比片层组织TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面上的空洞闭合速率快,这主要是因为等轴组织TC17合金/等轴组织TC4合金塑性变形连接界面温升更大。随着连接温度的升高,表层纳米晶TC17合金/等轴组织TC4合金连接界面上的长条状空洞逐渐转变成尺寸较小的圆形空洞,且这些圆形空洞主要分布于等轴组织TC4合金一侧。采用单向剪切试验方法研究了不同组织状态TC17合金/等轴组织TC4合金连接接头剪切强度,分析了连接工艺参数对接头剪切强度的影响。研究结果表明:当连接压力为30 MPa、连接时间为30 min,连接温度从780℃升高至820℃时,片层组织TC17合金/等轴组织TC4合金连接接头剪切强度迅速增大至供应态TC4合金的剪切强度,这主要与连接界面上尺寸较大的空洞消失有关;当连接温度升高到840℃时,连接接头剪切强度进一步增大至756 MPa,这主要与原始连接线消失有关。当连接温度为780℃时,表层纳米晶TC17合金/等轴组织TC4合金连接接头剪切强度为672 MPa,这是由于连接界面上存在尺寸较大的空洞;当连接温度升高到820℃时,连接接头剪切强度增大至789 MPa,这是由于连接界面上尺寸较大的空洞消失和原始连接线消失所致。