随TA32钛合金板材在航空航天领域工程化应用的不断深入,板材组织和织构表征及演化规律、织构和拉伸性能均匀性关系、板材的超塑性变形行为等有必要开展深入系统的研究。本论文以TA32钛合金板材为研究对象,采用TEM、EBSD等技术进行板材的微观组织和织构表征及组织演化规律的研究,在此基础上,系统研究板材的高温变形行为,建立超塑性变形本构方程,探究板材的超塑性变形机理。期望为TA32钛合金板材的工程化应用的进一步推进提供理论基础与试验依据。由于板材的轧制工艺存在差异,TA32钛合金厚板和薄板的原始组织和织构存在不同。厚板由变形的板条α相和少量残留的β相组成,从厚度截面表层到中心位置的RD-ND（R面）和TD-ND（T面）组织差异均不明显。板材中α相存在直条状和波浪状两种不同的形貌,这主要与它们的晶体取向有关。薄板原始组织由等轴α相,少量的变形板条α相以及残余β相组成。本论文中,厚板为典型的T型织构,薄板为典型的B型织构。热处理会改变板材的微观组织和织构。研究了薄板组织的演化规律。随热处理温度的升高,薄板的微观组织逐渐由等轴组织过度到双态组织,最终到片层组织。织构的改变与组织存在紧密的关联性,当热处理温度较低时（550～850℃）,微观组织为等轴组织,此时,织构类型无变化,但织构强度略有降低,这可能与热处理过程中亚晶的转动有关。当热处理温度较高时（900～990℃）,由于发生了α→β→α相变,织构也发生明显改变,新形成的R型织构很可能与残留β相中＜110＞//RD的织构及初生α相中＜0001＞//RD的织构有关。随热处理温度升高,B型织构强度呈先升高后降低的趋势,而R型织构强度呈逐渐升高的趋势,这种变化趋势主要取决于初生α相和β转变组织的体积分数。当热处理温度升高至β单相区后（1000～1020℃）,组织为完全片层组织,织构除了呈现较强的B型织构和R型织构外,还有其他成分的织构形成。厚板的拉伸强度并无各向异性,主要归因于板材内存在大量的晶内亚结构。而从板材表层到中心部位,晶内亚结构比例的降低会导致拉伸强度逐渐降低;从板材表层到中心部位,α相的c轴逐渐偏离板材TD方向,导致Schmidt因子逐渐增加,是导致从表层到中心位置的拉伸强度逐渐降低的另一个重要因素。沿板材厚度方向（ND）的拉伸强度和塑性较低主要与板条α相的几何取向有关。在微观组织无明显差异的条件下,晶内亚结构和织构是影响厚板不同位置拉伸强度的主要因素;经双重退火热处理后,微观组织差异是影响拉伸强度大小的主要因素,而织构会引起拉伸强度的各向异性。薄板的室温拉伸强度随热处理温度的变化主要受微观组织和织构的影响。当微观组织无明显变化时（550～850℃）,晶内亚结构的消除,固溶原子的析出和晶粒的长大是导致拉伸强度降低的主要原因。当微观组织发明显改变时（900～1020℃）,界面强化作用是拉伸强度提升的主要原因,而完全片层组织会导致拉伸强度的降低。板材室温拉伸强度的各向异性主要受织构的影响,当织构为B型织构时（550～850℃）,板材室温拉伸强度无各向异性,当有明显的R型织构形成时（900～1020℃）,薄板室温拉伸强度呈现较强的各向异性。微观组织对TA32钛合金超塑变形行为具有显著影响。重点研究了等轴细晶薄板在真空环境下的超塑性变形行为。研究表明,当应变速率为3.33×10-3s-1,变形温度为940℃时,最大超塑性延伸率达到702%。依据超塑流变曲线,计算出平均表观活化能（Q）为316.3kJ/mol,应变速率敏感因子（m）为0.46,并建立了超塑性变形本构方程。超塑变形后,微观组织发生显著改变,从夹持段到断裂区域,初生α相等轴化程度逐渐升高。初生变形板条α相球化主要受动态球化机制的作用。在初生α晶粒内观察到了活跃位错运动,这些位错与硅化物（（TiZr）6Si3）形成了强烈的相互作用。同时,硅化物（（TiZr）6Si3）能起到钉扎晶界的作用,抑制晶粒的快速长大。动态再结晶机制的作用,能促进了低角度晶界（LAGBs,2°＜θ＜15°）向高角度晶界（HAGBs,θ＞15°）转变。超塑性变形后,织构也发生了显著变化,B型和R型织构的强度发生了显著变化,从夹持段到断裂区域,B型织构强度逐渐减弱,而R型织构强度逐渐增强,这是主要是由变形过程中的晶粒转动引起的。TA32板材的超塑性变形主要受晶界滑动控制,并伴随有晶界扩散、动态球化、动态再结晶、位错运动、晶粒转动和晶粒长大等调节过程。对比研究了三种具备典型组织薄板的超塑性变形行为和断裂机制。研究表明,当板材组织从细晶等轴组织、双态组织到片层组织逐步变化时,板材的超塑性拉伸流变应力逐渐增大,但断裂延伸率逐渐减小,等轴组织的应变速率敏感因子m值会大于双态和片层组织。双态组织和片层组织的高流变应力主要归因于粗大的初生α相晶粒以及β转变组织中多种几何取向的α片层集束,这些集束能有效阻碍位错的运动并且不利于晶界滑动。双态组织和片层组织的超塑性变形软化机制主要为动态回复、动态再结晶、片层α相的动态球化和空洞裂纹的形成,片层α相球化模型主要为晶界分离模型。断裂模式均为延性断裂和解理断裂相结合,其中,等轴组织和双态组织以延性断裂为主,而片层组织以解理断裂为主。