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TC4钛合金作为应用最为广泛的钛合金,长久以来被国内外学者持续关注。随着新时代产品生产与设计理念的不断进步,对产品的生产材料也提出了更加严苛的要求。为了满足生产要求,对TC4合金进行更加全面的研究显得尤为必要。本文采用Gleeble-1500数控热力模拟试验机,对TC4合金进行了等温压缩实验。通过对热压实验所获得的流变应力曲线与合金相图分析观察,探究了TC4合金在热压过程中的工艺性能转变以及微观组织演化规律,并利用仿真软件DEFORM-3D重点研究了TC4合金在不同相区的动态再结晶行为。本文利用热压实验获得的TC4合金不同相区流变应力曲线数据,分别构建了TC4合金α+β两相区和β单相区的高温变形本构方程。引入温度补偿应变速率因子Z,通过拟合lnZ与lnσ线性相关性,验证了构建本构方程对于描述TC4钛合金热变形行为的可靠性。本文基于Prasad等人在动态材料模型（DMM）的基础上所提出的热加工图理论,构建出TC4合金的热加工图。通过对相应的应力与应变速率取自然对数,得出在固定温度下应力与应变速率能够很好的满足线性关系的结论,在理论上验证TC4合金适合动态材料模型（DMM）。通过对热加工图的分析得出结论:两相区的失稳区为T=800℃870℃,?=0.1s-110s-1;单相区的失稳区为T=980℃1100℃,?=5s-110s-1;两相区的最佳加工区为T=880℃920℃,?=0.001s-10.003s-1;近β区的最佳加工区为T=960℃970℃,?=0.03-10.3-1。对合金相图中微观组织的分析,佐证了热加工图所得结论。本文根据热压实验获得的TC4合金两相区流变应力曲线数据,构建出TC4合金在两相区动态再结晶体积分数本构模型。将本构模型置入仿真软件DEFORM-3D,模拟得到了TC4合金两相区动态再结晶体积分数的变化规律:热变形条件一定时,温度的升高、应变速率的减小以及应变量的增加都能够促进合金的动态再结晶行为。在同一试样中,不同的变形区之间的动态再结晶也会存在规律性差异。将模拟结果与对应的合金相图中微观组织进行分析对比,验证了动态再结晶体积分数本构模型的可靠性。本文通过计算TC4合金单相区的流变应力曲线数据,得到合金单相区的动态再结晶体积分数模型。通过对实验所得合金相图的进行分析、处理、计算得到不同条件下的动态再结晶平均晶粒尺寸,进而构建了TC4合金单相区动态再结晶晶粒尺寸的本构模型。置入本构模型到软件中进行仿真模拟,分析模拟结果,探究了合金单相区的动态再结晶体积分数以及再结晶晶粒尺寸的变化规律:动态再结晶体积分数与动态再结晶晶粒尺寸都会随着温度的升高而增大,随着应变速率的下降而增大。在同一试样的不同区域内,动态再结晶体积分数与动态再结晶晶粒尺寸的分布存在着一定的规律,即动态再结晶体积分数较大的区域晶粒尺寸较为细小。将模拟所得的动态再结晶平均晶粒尺寸与热压实验所得合金相图中的平均晶粒尺寸进行对比,误差在7%以下,验证了动态再结晶晶粒尺寸模型的可靠性。本文使用仿真软件DEFORM-3D内的位错密度模型在CA法的基础上,对TC4合金单相区的动态再结晶过程进行了模拟,将模拟结果与合金相图结合分析,探究了合金热压过程中的动态再结晶变化规律:随着应变量的持续增大,材料内部的动态再结晶行为也持续发生,在此过程中新的晶粒不断地在晶界处形核与长大,最终材料内部的晶粒呈现出均匀细化的状态。