钛合金是一种应用非常广泛的重要的轻质合金,而TC4（Ti-6Al-4V）是钛合金中应用最为广泛的一种的钛合金。TC4是一种α+β双相钛合金,组织性能稳定,以其强度高、质量轻的特点,被广泛地应用于航空航天等领域。然而,在一些蒙皮、弯曲件的生产制造过程中,常温下往往会产生开裂、回弹量大等不良现象,随着对零件成形精度要求的提高、研究的深入,热拉弯成形技术的出现一定程度上地提高了成形精度,有效降低了回弹。另一方面,材料的应力松弛行为能有效降低材料内部的残余应力。本文主要利用了试验和数学推导的方法研究了TC4钛合金的应力松弛规律,又利用了有限元数值模拟与物理实验对比验证的方法研究了应力松弛行为对TC4热拉弯应力松弛复合成形零件的回弹影响规律。主要研究内容及结果如下:首先对TC4高温应力松弛行为进行研究,进行了板状试样的应力松弛试验,分析了不同因素对TC4应力松弛规律的影响,其中温度影响最为明显,越高的温度对应着更低的应力松弛极限,更快的应力松弛速率。初始应变对应力松弛过程也有影响,初始的预应变量越大,应力松弛极限也会越低,但影响效果很弱。在试验数据基础上,采用了三次延迟函数形式对试验曲线进行了拟合,得到了显式的本构方程各参数,拟合精度在99.5%以上,精度较高。针对显式本构模型对于有限元软件的适用性不高的情况,本文又推导出描述蠕变应变速率和瞬时应力关系的双曲正弦式的本构方程,并拟合得到了各参数,为有限元模拟奠定基础。其次,利用Abaqus软件代入了本构方程参数对TC4热拉弯应力松弛复合成形过程建立了仿真模型,研究了成形温度、预拉量、松弛时间对成形精度的影响,并对成形后零件的回弹量进行了预测。结果表明成形温度越高、松弛时间越长,材料内部残余应力越低,最终零件回弹量越小。最后设计了实验模具,验证了本构模型、数值模拟结果的有效性,预测应力误差在4%内,回弹量误差在3%以内。