纯钛密度低、熔点高、耐腐蚀、具有非常好的生物相容性,是理想的医用植入件材料。为了进一步开发利用纯钛优异的性能,本文采用ECAP+冷轧+旋锻复合细化工艺制备出超细晶纯钛。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、常温拉伸力学性能测试以及室温拉伸蠕变实验、有限元分析等方法,研究ECAP+冷轧+旋锻复合细化工艺对纯钛组织性能的影响、超细晶纯钛的热稳定性及室温蠕变行为。主要研究内容与结论如下:纯钛经ECAP+冷轧+旋锻复合细化工艺变形后,晶粒显著破碎,组织均匀,晶粒内部以细小的等轴晶为主。拉伸实验结果表明,ECAP+冷轧+旋锻变形后,纯钛屈服强度从228MPa提高至800MPa,增幅达251%。对ECAP+冷轧+旋锻变形试样进行不同温度的退火实验,结果表明:随着退火温度的升高,超细晶纯钛内部位错数量逐渐减小。当退火温度在200?C至400?C之间时,超细晶纯钛组织发生回复现象;当退火温度高于400?C时,超细晶纯钛发生再结晶现象,晶粒尺寸急剧长大,硬度下降明显。对ECAP+冷轧+旋锻变形的纯钛进行了室温拉伸蠕变实验,结果表明:室温条件下,应力是影响超细晶纯钛蠕变性能的重要因素,随着蠕变应力水平的提高,超细晶纯钛稳态蠕变速率增大,抗蠕变性能变差。在640Mpa~760Mpa范围内,其蠕变变形机理为位错滑移机理,蠕变断裂类型为韧性断裂。经200?C退火处理后的超细晶纯钛稳态蠕变速率降低,蠕变变形量减小,蠕变寿命增加,抗蠕变性能提高。通过超细晶纯钛室温蠕变特性的数值分析,建立了超细晶纯钛室温蠕变的有限元模型,获得了超细晶纯钛室温蠕变应变和时间的曲线,通过和实验结果对比,验证了ABAQUS有限元模拟方法的可靠性。