β钛合金具有密度低、比强度高和良好的生物相容性,广泛应用于航空航天和医疗器械等领域。本文采用Gleeble-3800型热模拟机、MJ41型光学显微镜和SU1510型扫描电子显微镜（SEM）研究了Ti2041合金在650～900℃/0.001～1s-1以及最大高度压下率为60%条件下的热变形行为和组织演变规律;研究了不同的固溶处理和时效处理工艺对Ti2041合金的组织及其硬度的变化规律。研究结果为该合金的工艺参数优化及性能的改善等具有指导意义。基于实验数据值,绘制出不同变形条件下Ti2041合金的流动应力曲线,结果表明:该合金的流动应力受应变速率和变形温度影响显著,随应变速率降低或变形温度升高,明显降低。同时,构建了Ti2041合金的两种本构模型（Arrhenius应变补偿,BP人工神经网络）,综合考虑相关系数R值和平均相对误差E值的计算结果,发现BP神经网络模型更适用于构建Ti2041合金的本构关系模型,其R值为0.99613,E值为4.498%,15%以内的偏差值占98.03%,具有较好的精度。同时,研究了热加工参数（变形温度、应变速率、变形量以及保温时间）对Ti2041合金组织和硬度的变化规律,结果表明:在应变速率较低时(0.001s-1,0.01s-1),组织中发生动态再结晶（DRX）现象,以等轴晶形式存在,随着应变速率增加(1s-1),晶粒发生严重变形,呈流线形分布,硬度值也随着应变速率的增加而增大,最大值达到了322.6 HV。随变形温度的升高,材料再结晶程度增大,硬度值也逐渐增大,最大值达到了314.3 HV。随着变形量的增加,组织中DRX现象更明显,晶粒尺寸降低,其硬度值也增大。随着保温时间的增加,平均晶粒尺寸由81μm增至119μm,硬度值也逐渐降低。基于动态材料模型理论,构建了Ti2041合金的加工图。通过加工图的预测分析与微观组织的验证,得出该合金较佳的热加工工艺范围:变形条件为760～825℃/0.001～0.01s-1、825～900℃/0.0032～0.056s-1;失稳区域范围:变形条件为650～675℃/0.018～1s-1、675～775℃/0.032～1s-1和825～900℃/0.056～1s-1。在稳定变形区域,主要发生动态再结晶;在失稳区域,主要发生局部塑性流动和机械失稳。最后,研究了Ti2041合金在不同的固溶处理和时效处理工艺下,其组织和硬度的变化规律,结论如下:当固溶温度为700℃时,随着保温时间的增加（0.5～1.5h）,组织中初生α相含量增多,且晶粒尺寸也逐渐增大,硬度值从301.6HV降至285.2 HV。当固溶温度为750℃时,组织中发生了静态再结晶现象,且有次生α相析出,晶粒尺寸也随着保温时间的增加而逐渐增大,硬度值先增长后降低,最大值为308.2 HV。当固溶温度为800℃时,晶粒内部出现α′马氏体,形貌由等轴状变为板条状,硬度值随着保温时间的增加逐渐增大,最大值为331.4HV。在不同的时效处理工艺下,组织中均出现了次生α相,随着时效温度的升高（450～550℃）,次生α相尺寸越小,形貌由条状转变为等轴状,硬度值逐渐增大,最大值为451.8 HV,主要发生了第二相弥散强化。时效处理后冷却方式的不同对Ti2041合金组织影响较小,主要区别在于α相形貌上的不同。