本文采用热模拟压缩实验、光学金相、扫描电镜和透射电镜等分析手段系统地研究了片层态TC11钛合金两相区变形时的热变形行为及微观组织演变规律，主要的研究内容及成果如下： 通过热模拟压缩实验，研究了TC11合金两相区变形时流动应力曲线特征，分析了变形温度、应变速率和应变对流动应力的影响规律，结果表明TC11合金两相区变形时应力迅速达到峰值后存在明显的流动软化现象；综合考虑加工硬化和流动软化因素，提出并建立了一种新的本构方程形式，很好地描述了TC11合金两相区应力一应变行为。 基于动态材料模型(DMM)理论，建立了TC11合金两相区变形时的热加工图。结合组织观察，分析了TC11合金两相区变形的微观组织机理。结果表明，绝热剪切、表面开裂和晶界空洞是流动失稳区的主要变形机理，在变形稳定区发生片层的扭折和球化。基于热加工图的组织机理分析对于热变形参数的制定具有重要的理论指导意义。 研究并揭示了初始片层厚度和变形工艺参数对片层球化程度的影响规律，通过进一步的定量金相分析，建立了TC11合金片层球化动力学曲线。研究发现初始片层厚度对球化程度的影响较大，细片层组织比粗片层更容易发生球化，变形工艺参数对两种初始组织片层球化的影响规律不同，且两者满足不同的动力学方程。所建立的动力学方程可用于工程生产中的组织预测和控制。 分析了TC11合金片层组织球化的微观机制：提出了α片层解体的亚晶形成和分离机制，建立了片层动态球化过程模型。