钛及钛合金因具有密度小、耐热性好、比强度高等优点,在航空航天、石油化工、生物医学等领域得到广泛应用,已经成为发展新技术、新工艺和新装备必不可少的金属材料。TA15钛合金是一种高铝含量的近α型钛合金,具有中等的室温和高温强度,热稳定性和焊接性能优异,工艺塑性较好,多用于制造飞机结构件或发动机零部件。为了使钛合金满足实际应用的要求,传统的方法主要是通过形变热处理获得理想的显微组织状态,来提高钛合金的综合性能。近年来,大塑性变形工艺由于其具有良好的操作性和适用性,被广泛地应用于制备超细晶材料,提高材料的力学性能。本文采用半限制型高压扭转模具,在不同工艺参数下对TA15钛合金进行了高压扭转实验,通过金相组织观察和X射线衍射技术,分析了TA15钛合金高压扭转的变形特点,深入研究了变形过程中显微组织、亚结构及变形织构的演变规律。结果表明:TA15钛合金经高压扭转变形后组织得到有效细化,组织沿半径方向和高度方向变形程度不均匀,增加扭转圈数和加载压力对组织细化均有促进作用;随着扭转圈数增加,亚晶尺寸先减小后增大,微观应变逐渐增加,位错密度在扭转4圈时达到饱和;随着加载压力增加,亚晶尺寸逐渐减小,微观应变和位错密度逐渐增加;初始态TA15钛合金有较强的基面织构,主要织构组分为{0001}<101~—0>和{0001}<21~—1~—0>,经高压扭转变形后,材料的择优取向发生变化,而且变形前后的取向变化不是某种连续性演变过程,高压扭转变形后,材料的晶粒取向发生了突发性的转变。对高压扭转变形后的TA15钛合金进行显微硬度和再结晶行为表征,结果表明:TA15钛合金经高压扭转变形后显微硬度显著提高,显微硬度沿半径方向和高度方向分布不均匀,扭转圈数和加载压力均对显微硬度有影响,TA15钛合金高压扭转变形主要通过晶粒细化和位错增殖实现强化;高压扭转变形后TA15钛合金的热稳定性略有降低。