钛合金是航空工业中应用广泛的金属结构材料。由于钛合金的组织和性能对变形时的热加工参数比较敏感,所以适合其热加工的参数范围较小。因此,研究不同变形条件下材料的变形行为及内部微观组织的变化,可为合理确定材料的热加工工艺和控制产品质量提供科学依据和理论指导。本文采用室温拉伸及高温拉伸等实验方法,系统地研究了细晶TC4钛合金的塑性变形行为。讨论了不同工艺参数下拉伸变形的真应力-真应变曲线的变化规律,分析了热变形参数对该合金高温塑性变形过程中流变应力和延伸率的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等现代分析测试手段,综合分析原始TC4钛合金板材的微观组织,并对相变温度进行了测定;探讨了热处理对细晶TC4钛合金微观组织的影响,分析了细晶TC4钛合金合金高温拉伸变形条件与变形组织间的关系。结果表明:原始TC4板材为等轴(α+β)两相组织,相变点约为966℃;热处理时,随着温度的升高TC4钛合金中的α晶粒逐渐粗化;细晶TC4钛合金高温变形过程中,随着变形温度的升高,α相的含量减少;应变速率对α相的含量影响不大,对α相的形态影响较大。利用扫描电子显微镜(SEM)对细晶TC4钛合金拉伸断口进行分析。结果表明,室温拉伸时,断裂方式为准解理断裂;高温拉伸时,断裂形式出现转变,断口表面出现了大量的等轴韧窝,说明高温时,断裂方式为韧性断裂。细晶钛合金高温拉伸断裂机制可以用空位聚集、空洞连接理论进行说明。