本文综合利用多种结构与性能表征技术(包括X射线衍射、光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)、背散射电子衍射(EBSD)、维氏显微硬度仪、变温小试样拉伸测试），对亚稳β型Ti-25Nb-25Ta合金在不同温度、不同阶段拉伸的变形行为以及显微结构演变特征进行了研究，目的在于揭示多重变形机制导致的各种复杂变形结构，探索新的结构调控可行途径，为实现有针对性的调控β型钛合金材料的微观结构、改善材料的宏观性能以及开发更高性能的新型生物医用钛合金提供有价值的参考信息。　　首先，为了揭示β型Ti-25Nb-25Ta合金在不同温度下的塑性变形行为、变形结构特征以及相关的变形机制。结合变温拉伸测试系统、EBSD以及TEM技术研究了该合金在室温、150℃、300℃环境下的拉伸变形行为以及变形结构特征。结果表明:亚稳β型Ti-25Ta-25Nb合金在不同温度下变形表现出不同的力学行为，在室温、150℃和300℃环境下的抗拉强度依次降低，300℃下的延伸率明显低于室温下的拉伸率。该合金变形后的组织中存在大量的{332}孪晶，伴随孪晶的产生应力应变曲线表现为锯齿状起伏，特别是在塑性变形初期与高温变形时表现得更为明显。提高固溶态Ti-25Ta-25Nb合金的变形温度会抑制形变孪晶的产生，但是会促进片状应力诱发ω相的形成。该ω相的形成对合金抗拉强度的提高并未起到显著的促进作用，由于它的存在使得合金的塑性明显地降低。　　其次，为了揭示β型Ti-25Nb-25Ta合金在塑性变形后期剪切带的产生及对塑性行为的影响，对适合扫描电镜EBSD技术以及透射电子显微取样观察的小试样进行拉伸测试，并结合对应结构进行多尺度下的电子显微结构表征，研究了该合金拉伸变形后期颈缩区中的结构特征。结果表明:该合金在失稳变形阶段仍具有较好的可持续塑性，其对应的变形结构以形成剪切带为主要特征。剪切带的形成包括了在局域变形中高密度位错参与的微米级晶粒细化的过程，剪切带中除了细化的微米晶外，还存在纳米晶的带状区。纳米晶带的形成可以有效地缓解由于应力的高度集中而造成的裂纹萌生，从而防止合金失稳变形阶段的过早断裂。此外，随着变形温度的升高，形成剪切带的数量呈现下降的趋势。　　最后，对在Ti-25Nb-25Ta合金变形后的组织中观察到的ω相与{332}孪晶以及{112}孪晶相伴形成的现象进行了研究，基于电子衍射以及TEM衍衬像分析，讨论了ω相与{332}孪晶及{112}孪晶伴生的结构关系以及产生原因，并且首次提出ω相向{112}孪晶转变的剪切模型。