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当今世界随着航空航天技术的不断发展,对于材料性能尤其是塑性性能的要求越来越高,钛合金的应用也进入了一个更高的阶段。作为航空结构件关键材料之一,钛合金逐步向损伤容限型发展,要求其具有良好的强度、塑性、断裂韧性、裂纹扩展速率的匹配。TC21合金是在仿制Ti-6-22-22S合金的基础上,设计出的Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb系,1100MPa强度级别的新型高损伤容限双相钛合金。TC21合金的超塑成形性能在航空航天领域已得到了广泛的应用。本文以供货态TC21为研究对象,通过在Gleeble热模拟机上对该合金进行一系列的超塑性压缩试验,获得了TC21合金在高温压缩变形时的微观组织以及力学实验数据。对试验后的组织进行微观分析,同时探讨了其应力-应变曲线的特点,应变速率、变形温度等热变形参数对合金流动应力的影响,对该合金的应变速率敏感性指数m、热变形激活能Q进行计算分析,在此基础上建立了该合金的Arrhenius本构方程。应用BP人工神经网络技术对实验数据进行网络训练,对训练后的数据进行功率耗散率因子以及流变失稳值的计算从而绘制出动态材料模型的DMM加工图。上述研究工作对于TC21合金工艺制定和理论模拟具有重要的实践意义和理论价值。具体研究结论如下：(1)通过金相显微镜对变形后的试样进行组织观察,对比不同温度、应变速率下的组织形貌。TC21合金在变形过程中,软化机制为动态再结晶以及由α→β的相转变。动态再结晶为应变诱导晶界移动的凸出形核机制,动态再结晶过程中,随着变形温度的升高,晶粒长大,大小趋于均匀；应变速率越低,再结晶发生的越充分。发生相变时α相的比例下降,β相比例升高。(2)根据真应力-真应变曲线数据计算出应变速率敏感性指数m值和激活能Q值,发现m值大于0.3,表明实验材料具有较好的超塑性。TC21合金在不同变形参数下的变形激活能范围在190KJ·mol-1～345KJ·mol-1。(3)在Arrhenius方程的基础上,采用多元线性拟合方法,建立反映稳态流动应力和各影响因素关系的流动应力方程,如下：lnσ=-13.82722-0.41701Inε-0.11438(Inε)2-0.01196(Inε)3-2.62563Inε-0.16056(Inε)2-0.00759(Inε)3+19.540941/T+2.13625Inε/T(4)应用BP人工神经网络技术对经过压缩变形后的数据进行训练,计算出功率耗散率因子和流变失稳值,绘制动态DMM的加工图。从加工图中可以看出适合加工的区域和流变失稳区。为认识TC21合金的实际变形行为提供充足的理论依据。