针对大规格Ti80合金棒材冲击韧性各向异性现象及其内在原因进行了系统研究。夏比冲击试验显示，棒材R/2处弦向的C-R试样（缺口所在面与棒材轴向垂直）的冲击韧性远高于C-L试样（缺口所在面与棒材轴向平行）。金相组织结果表明，热处理态Ti80合金棒材横截面显微组织主要由均匀的等轴状初生α相组成，而纵截面组织中还存在与棒材轴向平行的长条状初生α相；冲击断口扫描电子显微镜（SEM）结果表明，C-R试样断面起伏更为剧烈，断面处存在大量横向裂纹，裂纹扩展方向垂直于长条状初生α相，长条状初生α相起到阻碍裂纹扩展的关键作用，从而冲击韧性明显高于C-L试样；断口侧面（与缺口所在面垂直的侧面）背散射电子衍射（EBSD）结果显示，C-R试样在裂纹萌生及扩展的过程中发生了更为严重的塑性变形，这个过程需要消耗更多能量，从而具有更高的冲击韧性。