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钛及其合金具有低密度、高比强度、较好的耐腐蚀性、良好的生物相容性等诸多优点，因此广泛应用于航空航天、海洋工程、生物医用等领域。本文利用多道次交叉压缩和交叉轧制两种加工方法对TA2工业纯钛板材进行变形，制备高密度孪晶组织，后续对变形试样进行退火，利用光学金相技术（OM）、电子通道衬度（ECC）成像技术、电子背散射衍射（EBSD）技术研究了变形及退火过程中的微观组织、力学性能以及织构演变，并分析高密度孪晶组织的稳定性，得到以下主要结论：
①多道次交叉压缩变形后组织中均出现了大量孪晶组织，变形后生成的孪晶以{10-12}拉伸孪晶（ET）和{11-22}压缩孪晶（CT）为主，{10-12}拉伸孪晶片层较厚，且多分布于变形晶粒内部，{11-22}压缩孪晶片层较薄，多沿晶界分布。变形温度对孪晶密度有显著影响，对孪晶类型影响不大，液氮温度压缩孪晶的密度明显高于常温压缩试样，道次变形量增加，孪晶密度更高。
②孪晶组织在400℃和500℃退火时具有较好的稳定性，孪晶密度没有明显降低，变形量和变形温度对这两个温度孪晶的稳定性影响较小；在600℃（再结晶温度以上）下退火2h，60%累积变形量试样中仍然有一部分孪晶留存，90%试样中孪晶几乎完全消失，形成等轴晶粒组织。
③TA2工业纯钛经不同道次室温交叉轧制后，变形组织被拉长呈针状，且不同道次轧制试样的晶粒尺寸差别不大。变形组织中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主，孪晶片层厚度薄于压缩试样，分布较为弥散，晶界、晶内都有分布。
④交叉轧制试样经500℃退火4h后，变形组织仍呈针状形态，孪晶组分较为稳定。8道次、16道次轧制退火试样中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主，但24道次轧制退火试样中出现了一定比例的一次{10-12}ET，其他类型的孪晶片层细小，分布弥散。
⑤TA2工业纯钛经交叉轧制后，强度提高，塑性下降，且道次与强度呈反比关系，道次越多，屈服强度越低，塑性越好。退火后，试样的强度降低，塑性得到提高，但与初始试样相比强度仍然有显著提升。
①多道次交叉压缩变形后组织中均出现了大量孪晶组织，变形后生成的孪晶以{10-12}拉伸孪晶（ET）和{11-22}压缩孪晶（CT）为主，{10-12}拉伸孪晶片层较厚，且多分布于变形晶粒内部，{11-22}压缩孪晶片层较薄，多沿晶界分布。变形温度对孪晶密度有显著影响，对孪晶类型影响不大，液氮温度压缩孪晶的密度明显高于常温压缩试样，道次变形量增加，孪晶密度更高。
②孪晶组织在400℃和500℃退火时具有较好的稳定性，孪晶密度没有明显降低，变形量和变形温度对这两个温度孪晶的稳定性影响较小；在600℃（再结晶温度以上）下退火2h，60%累积变形量试样中仍然有一部分孪晶留存，90%试样中孪晶几乎完全消失，形成等轴晶粒组织。
③TA2工业纯钛经不同道次室温交叉轧制后，变形组织被拉长呈针状，且不同道次轧制试样的晶粒尺寸差别不大。变形组织中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主，孪晶片层厚度薄于压缩试样，分布较为弥散，晶界、晶内都有分布。
④交叉轧制试样经500℃退火4h后，变形组织仍呈针状形态，孪晶组分较为稳定。8道次、16道次轧制退火试样中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主，但24道次轧制退火试样中出现了一定比例的一次{10-12}ET，其他类型的孪晶片层细小，分布弥散。
⑤TA2工业纯钛经交叉轧制后，强度提高，塑性下降，且道次与强度呈反比关系，道次越多，屈服强度越低，塑性越好。退火后，试样的强度降低，塑性得到提高，但与初始试样相比强度仍然有显著提升。