气体捕捉法制备泡沫钛及其合金工艺过程中由于引入了热等静压技术,使其孔壁致密,力学性能稳定；同时整个制备过程中没有引入任何其它污染物,保证了其作为生物医用材料纯净要求,在航空、航天、医疗器械等方面具有广泛的应用前景。而采用该方法等温发泡方式制备泡沫钛及其合金,工艺过程简单,孔洞结构规整,具有在现有工业基础上推广可能性；但其孔隙率通常较低,发泡温度较高,是目前面临的主要问题。因此,本文研究了封装条件、致密化工艺和等温发泡条件对Ti-6Al-4V预制坯等温发泡的具体影响及作用机制。在此基础上,揭示了影响预制坯等温发泡能力的主要因数,并成功制备出了孔隙率达到40%的泡沫Ti-6Al-4V;提出了氢辅助等温发泡的新方法,将等温发泡温度降低了60℃,并有效改善了预制坯900℃以下的等温发泡结果；还对制备的泡沫Ti-6Al-4V进行了压缩性能检测及分析,确定了孔洞的压缩变形机制。具体研究内容如下：通过改变初始封装条件(氩气压力、粉末粒径),研究了其对预制坯及其等温发泡的影响。研究结果表明：适当增加封装氩气压力可以使预制坯发泡后孔径增大及孔洞数量增多,能有效地提高预制坯等温发泡能力；但过高的封装氩气压力会造成孔洞在发泡过程中沿原始粉末边缘过早相互连通现象发生,反而不利于等温发泡。而封装粉末粒径越大,越不利于预制坯的等温发泡。经优化得到的较好封装条件为：粉末粒径75-150μm,封装氩气压力0.4MPa。结合封装氩气压力对预制坯及其等温发泡过程影响的结果,研究了致密化工艺对于改善预制坯等温发泡能力的作用机制。结果表明；改变预制坯内孔洞及微观缺陷沿原始粉末边缘分布状态可以明显提高其等温发泡能力,而封装氩气压力过高会使预制坯在轧制保温阶段形成后续难以消除的孔洞网络,反而不利于等温发泡。由此提出了通过控制封装氩气压力和90°循环换向轧制变形量改善预制坯等温发泡能力的新思路,其中,粉末粒径75-150μm,封装氩气压力0.4MPa的预制坯经900℃-60%变形量地90°循环换向热轧再进行950℃/20h等温发泡,得到泡沫Ti-6Al-4V孔隙率达到40%。对预制坯等温发泡过程研究表明：升高发泡温度可以提高预制坯内孔洞氩气压力和增加流动应力较低的β相比例,进而通过增加孔径和抑制孔洞连通的方式提高泡沫Ti-6Al-4V孔隙率。但当发泡温度大于950℃时,由于基体生成大尺寸β相,反而不利于预制坯的发泡;同时孔洞形态由球形变成不规则多面体。增加等温发泡时间的作用主要表现在以促进孔洞长大的方式提高孔隙率,同时规则的球形孔洞数量随着发泡时间的增加逐渐增多,但过长的发泡时间并不会进一步引起孔洞状态及孔隙率较明显的变化。结合等温发泡过程的研究结果,提出了氢辅助预制坯等温发泡的新方法。研究结果表明：氢以降低预制坯(α+β)/β的相转变温度的方式,提高基体内流动应力较低的β相比例,并在一定程度上软化了α相,使基体的流动应力普遍降低,将最有利于等温发泡的温度降低,并改善预制坯900℃以下的等温发泡能力。其中,当预制坯氢含量为0.15wt%时,可以将最佳发泡温度降低60℃,即在890℃下,可以得到孔洞分布弥散,孔洞形态规整的泡沫Ti-6A1-4V。通过对气体捕捉法等温发泡制备的泡沫Ti-6A1-4V准静态和动态压缩性能研究,确定了其压缩变形机制为：孔壁具有较好弹塑性变形能力,主要通过延展和弯曲协调宏观变形；且随着压缩应变增加,孔壁沿垂直于压力方向的裂纹扩展也会在一定程度上协调变形。上述变形机制保证了气体捕捉法制备的泡沫Ti-6A1-4V的压缩稳定性,即使是应变速率达到4300s-1,也未出现孔洞破坏性坍塌和孔壁局部绝热剪切带。而孔洞的存在还抑制了压缩过程中试样裂纹沿最大剪切应力方向的扩展,外加压缩载荷超过了基体材料本身抗压强度达到1700MPa也仍未发生应力瞬间失稳性降低。