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TA15合金属于高铝当量近α型钛合金,具有中等室温和高温强度、良好的热稳定性能。研究不同热变形条件下TA15合金内部微观组织的演化,流变应力的预测模型以及合金的力学性能,可以为合理确定TA15合金的热加工工艺和控制产品质量提供科学依据和理论指导。本文采用高温压缩等试验方法,系统地研究了TA15合金的热变形行为。分析了热变形参数对该合金高温塑性变形过程中流变应力的影响,并结合热压缩变形的应力—应变曲线,建立了基于BP神经元网络的TA15合金高温变形过程中流变应力的预报模型。结果表明:热压缩过程中摩擦对于流变应力的影响十分显著,采用一种简单有效的修正方法降低了TA15合金热压缩试验中摩擦引起的误差;在试验温度下,TA15合金的流变应力随变形温度的升高而显著减小;不同的温度范围内,应力随着温度的升高而减小的趋势不同;在同一变形温度和变形程度下,随应变速率的增加流变应力显著增大;BP神经网络能够精确地预测热变形过程中TA15合金的流变应力。利用光学显微镜研究了TA15合金高温塑性变形过程中的变形机制;分析了合金热压缩条件与变形组织间的关系。结果表明:TA15合金高温变形过程中,发生了动态回复和动态再结晶;再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加而增加;应变速率的增大,再结晶晶粒尺寸将减小,但是当高于1000℃时,应变速率增大,将会出现组织的不均匀。变形量的增加,合金再结晶更加容易,出现更细小的晶粒。设计了一种微型拉伸试样,利用微型拉伸试样研究了热压缩后TA15合金的力学性能,并且探讨了热变形参数对力学性能的影响规律。试验结果表明:采用微型拉伸试样来预测Gleeble热模拟机热压缩后试样的性能是可行的;在论文中所选择的热变形条件下,变形温度为1050℃时试样的力学性能较为理想;当900℃时应变速率为0.1s-1和1s-1,试样的力学性能相差不大,但是比0.01s-1时试样所获得的力学性能要有明显提高;当变形温度和应变速率不变时,增大变形程度可以细化晶粒,试样具有更好的力学性能。