TC21合金是我国自主研发的高强度高韧性两相钛合金，将用于我国大飞机的重要结构零件.目前西北有色金属研究院和中国航空材料研究院等相关单位已对该合金的冶炼、热加工以及热处理与组织性能等方面开展的系统的研究.但是该合金在循环载荷下的疲劳变形行为以及裂纹形成扩展过程及其对～相的形貌尺寸及变形晶体学等相关因素有待澄清.本研究选择原始组织为网篮组织形貌，通过双重退火处理和退火工艺，使合金组织中形成等轴相(45％)和转变组织，另一种是全部片状相的魏氏组织.对这两种组织的TC21合金开展了低周疲劳研究，采用总应变幅控制的拉压对称疲劳，实验采用的应变幅为0.6％～1.5％.用扫描电镜对疲劳断口进行了详细分析，采用透射电镜观察了两种组织疲劳后的位错结构.结果表明TC21合金的疲劳变形依赖于应变幅：应变幅较低时(0.6％)，合金循环应力保持恒定，即饱和状态；应变幅增加到0.8％时，循环应力在疲劳初期保持恒定，但是超过一定的周次(10-100次)，循环应力缓慢下降，直到断裂.在较高的应变幅下(1.0-1.5％)，可观察到持续的循环软化.发现疲劳断口裂纹源附近有清晰的疲劳条纹，通过对疲劳条纹间距的统计，发现全片状相的魏氏组织的疲劳条纹间距小于含有等轴相的组织的，魏氏组织中观察到大量的二次裂纹，表示魏氏组织的疲劳裂纹扩展速率较含有等轴相的组织低.在较低的应变幅下，疲劳断裂后的试样等轴相和片状相中直的位错线说明疲劳过程中发生了平面状滑移，相界处为密集较短的位错分布，说明位错在～ 界面处相互作用，导致部分位错湮灭；应变幅较高(1.5％)，循环应力足够大，激发更多的位错源产生位错，使、 相中的可动位错数量增多，容易协调外力产生的塑性变形，因此高应变幅的循环变形导致、 相中位错的数量明显增多.