本文采用等温锻造工艺进行了TA15钛合金热约束变形实验,研究了TA15钛合金热约束变形的变形特点及其影响因素。利用金相手段分析了热约束变形后试样的显微组织,并测试了热约束变形后材料的室温拉伸性能。由高温热压缩实验得到的数据,建立了TA15钛合金热塑性变形本构方程。使用刚塑性有限元方法,运用MSC.Marc有限元软件对TA15钛合金热约束变形过程进行有限元模拟。将TA15钛合金热塑性变形本构方程耦合到MSC.Marc有限元软件中,建立了有限元热-力耦合的模拟系统,研究变形温度,上模速度以及摩擦因子对成形过程中应力、应变以及温度分布的影响。研究结果表明,变形温度和上模速度对成形影响显著。上述研究为优化TA15钛合金热约束变形实验和提高工艺设计可靠性提供技术支持。对TA15钛合金热约束变形行为进行了实验研究,描述了热变形行为及热变形特点,分析了工艺参数(上模速度,变形温度)对变形的影响。研究结果表明,低温下的变形抗力大,低温成形较高温困难;随着变形温度的上升,相同位移变形条件下所需最大载荷下降。开始阶段,变形速度越大,变形所需的载荷越大。一定上模行程后,变形速度小,变形慢,温度降低快,成形载荷反而增大。利用应力偏量不变量J2和罗德系数μ对TA15钛合金成形件进行分区,并在不同区域进行金相组织分析。结果表明,成形件绝大部分区域为塑性变形区,在下模底部圆角处为刚性区。成形件绝大部分区域为压缩类变形,飞边槽外侧和小部分下模底面区域为拉伸类变形。随着变形温度的升高,成形件组织中的初生?相含量逐渐降低,?相的长径比也逐渐减小。对热约束变形后材料的室温拉伸性能测试表明,变形工艺参数对成形后拉伸强度和延伸率的影响规律大体是随着上模速度的增大,拉伸强度和延伸率逐渐降低;随着变形温度的升高,拉伸强度和延伸率也呈现降低的趋势。