摘要：钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀性能好等优异的特性,在航空航天领域得到广泛的应用。晶粒细化能显著提升材料的综合性能。开展对细晶钛材绝热剪切变形的研究,将能够更好挖掘钛材的动态性能,为制备高强高韧的钛合金提供科学依据。本文以层片状组织TC4钛合金和细晶TA2为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)在帽型样品上进行可控动态加载实验获取绝热剪切带(ASB),运用多向压缩(MAC)的方法细化晶粒获取细晶TA2。结合金相显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)的方法探索了TC4钛合金和细晶TA2的绝热剪切变形特征(包括ASB中的微观结构特征,微观演化过程和相变规律),并对TA2的晶粒细化过程和细化机制加以阐明。结果表明：层片状组织TC4钛合金绝热剪切变形时间约为60μs,绝热温升达到1500K,超过其再结晶温度和相变温度。产生的ASB中心区域是由低位错密度的细小等轴晶粒组成,α-Ti相和片状α"-Ti相混合共存,剪切带内发生了相变,光学显微镜下的白亮带是剪切带内相变所致；ASB中形成了再结晶织构；剪切带内等轴晶粒晶界是大角度的几何相关晶界(GNBs)；ASB内细小等轴晶粒的形成是动态再结晶作用的结果。经过6道次的多向压缩变形,TA2的原始晶粒尺寸由25μm剧烈细化到0.2μm；孪生在晶粒细化过程中起主导作用,其细化机制为孪生诱导动态再结晶机制。细晶TA2的绝热剪切变形时间约为50μs,ASB内的绝热温升达到867K,超过其再结晶温度。剪切带中心是由晶粒大小约为50nm的细小等轴晶粒和100-150nm的融合晶粒组成,部分纳米晶粒发生了晶粒长大过程；ASB内等轴晶粒的形成和长大是晶界旋转作用的结果,它是以机械力作用为主和以热作用为辅共同驱动完成的。