目前用于外科植入物的金属材料主要包括不锈钢、钴基合金和钛合金三大系列。其中,钛合金被广泛应用于人体硬组织的缺损、创伤和疾病等修复、矫形及替代等医疗领域。我国钛合金在外科植入物方面的应用起步较晚,国产TC4钛合金显微组织粗大且均匀性差,综合性能达不到高端医疗器械产品的要求,因此急需实现技术突破,解决长期依靠进口的弊端。本文采用国内唯一一条专用于钛及钛合金设计的热连轧生产设备轧制TC4﹑Φ14mm棒材(两火次轧制变形,火次变形量分别为78%和96%),研究变形温度﹑轧制速度及变形量对成品棒材显微组织的影响规律,分析热处理制度对TC4﹑Φ14mm棒材组织形貌影响的规律,并测试了室温拉伸性能以及400℃的高温拉伸性能,为TC4钛合金显微组织细化方向提供实践依据。主要研究内容与结论如下:(1)采用单道次大变形量连续轧制时,工艺参数对TC4钛合金棒材的显微组织形貌有很大影响。一火轧制采用β转变温度以上加热,二火轧制在β转变温度以下加热,轧制速度设定为3m/s时,所生产的TC4﹑Φ14mm棒材显微晶粒得到大幅度细化,并且整个截面的组织形貌趋于一致,由粗大的魏氏体组织均匀破碎为晶粒尺寸仅为2μm的细晶组织,晶粒细化程度十分明显。(2)连轧速度对显微组织形貌有较大影响,随着轧制速度不断提升,组织会迅速恶化,并且心部剧烈变形区内的变形热无法及时扩散出去,最终造成心部与边部的组织形貌差异。(3)通过研究热处理温度对细晶材料组织形貌的影响,发现细晶组织棒材经低温热处理后显微晶粒得到球化,随着热处理温度不断升高,初生α相不断减少,次生α相和β相逐渐增加,并且晶粒尺寸逐渐长大,直至加热至β转变温度以上获得魏氏体组织形貌。(4)组织形貌对TC4钛合金棒材的室温﹑400℃高温拉伸性能有较大影响,研究表明细晶材料具有高强度﹑高塑性的优点,其综合性能均优于粗晶材料。