TC4钛合金的力学性能优异,可应用范围较广,受到了国内外诸多学者的关注。近年来,随着科技的发展,现代工业对合金产品的生产、设计思路及其性能提出了更高的要求。进行热加工时,由于材料变形抗力增大,且对各变形参数的敏感度较大,加工参数选择不当会引起一些内部缺陷的产生,影响其组织性能。而利用热模拟压缩试验、热加工图及数值模拟研究可将加工、组织及性能结合起来进行分析,达到控制参数和提高性能的目的。本文的实验用材料为经连续变断面循环挤压(CVCE)后的细晶组织,该方法得到的TC4钛合金是平均晶粒尺寸为2~3μm的均匀细小组织。在热压缩机上对该细晶材料以应变速率0.001~1 s-1,750~950℃进行热压缩变形,得到各变形条件下的真应力-应变曲线,曲线有较为明显的动态再结晶特点,流变应力表现出随应变速率的增大、变形温度的降低而增大的特性。对实验得到的真应力-应变曲线进行摩擦及温升修正,并在修正后的数据基础上构建本构模型,该模型能够准确地描述合金的应力变化情况,经计算,模型平均误差为5.712%。在加工参数范围内,基于动态材料模型理论,对不同参数进行计算,绘制出对应的热加工图,结果可以看出高耗散率η集中在820~920℃的低应变速率范围内,加工失稳区主要集中在变形速率为0.03~1 s-1范围内,最终确定的最优加工范围为:820~920℃,0.001~0.003 s-1。结合对应加工区间的合金组织图对变形机理进行了分析,结果表明:失稳区的缺陷较多,组织不均匀,动态再结晶进行不充分;安全区的组织均匀,可加工性高,以动态再结晶为主要变形机制。构建了合金在热压缩过程中的动态再结晶动力学及运动学方程。通过对实验数据和微观组织的分析得出,发生再结晶的临界应变值εc随应变速率?(5)的提高及温度T的下降而增大,再结晶百分数XDRX的变化与应变量及温度成正比,与应变速率的变化成反比。将建立的两种数学模型导入Deform-3D中,对热变形过程进行模拟,分析了加工参数对再结晶分布情况的影响规律,结果表明:工件内部大变形区最先开始发生再结晶,随着变形程度的增大,工件外侧及上下面出也会开始发生再结晶现象,但心部发生动态再结晶的程度最大。等效应变变化规律与再结晶百分数分布规律几乎相同,加工参数对再结晶变化的规律的影响与实验数据及模型分析结果一致,拟合值与实验值达到了很高的匹配度,相关性系数R=0.937。