随着现代飞机性能的不断提高，钛合金、高温合金及超高强度钢等难变形航空材料在飞机上的应用越来越广泛，如何利用现有设备探索以上难变形材料的锻造挤压、轧制、扭转等热加工工艺是非常重要的，为热加工组织与性能控制、工艺制定、模具设计、设备选型等提供理论依据和实验基础。 本文利用Gleeble—3500热模拟实验机，分别对TC11钛合金、高温合金GH4169和超高强度钢Aermet100进行高温等温压缩实验，研究变形参数对流动应力的影响规律及变形条件与性能的关系；通过不同热处理工艺条件，分析其对GH4169晶粒尺寸的影响，利用热模拟实验数据确定基于不同原始晶粒尺寸的GH4169本构关系模型。本文获得以下研究成果和结论： 1.在分析变形参数对流动应力影响的基础上，获得三种材料的应变速率敏感性指数m和温度敏感性指数s；分析了变形工艺参数对材料微观组织的影响； 2.采用回归的方法得到了考虑等效应变对流动应力影响的本构方程模型，即：TC11的温度范围在1030～1120℃，应变速率在0.001～1s<-1>之间的本构关系模型；高温合金GH4169的温度范围在980～1100℃，应变速率在0.1～50s<-1>之间的本构关系模型；超高强度钢 Aermet100 的温度范围在900～1100℃，应变速率在0.01～50s<-1>之间的本构关系模型； 3.建立基于原始晶粒尺寸的GH4169本构关系模型，适用范围条件：原始晶粒范围32～120μm，温度范围在940～1060℃，应变速率在0.01～1s<-1>之间的本构关系模型。