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生物医用钛合金由于拥有良好的耐蚀性、生物相容性以及综合力学性能得到大量的应用,许多人工关节、齿根等硬组织植入以及修复材料都是通过钛合金来制造。研究Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金的热变形行为和热加工组织演变,对于今后优化近β钛合金的热加工工艺以及调控其微观组织,具有非常重要的理论指导作用,并具有非常珍贵的实用价值。本文采用DIL805A/D多功能相比仪对真空熔炼Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金进行高温压缩实验、采用Gleeble-1500D热模拟试验机对粉末冶金Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金进行高温压缩实验,构建了合金高温变形的本构关系方程,研究了该钛合金的热变形行为;以动态材料模型(DMM)为依据,得到了不同变形条件下的该钛合金热加工图,并分析该合金的显微组织,研究Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金显微组织演变规律与高温变形机制,以及不同粉末冶金制备参数对Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金热变形组织性能的影响,主要研究成果如下:(1)真空熔炼和粉末冶金Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金在高温压缩时,随着温度的升高和应变速率的降低,其流变应力呈降低趋势,表现出典型动态再结晶特征。随应变的增加流变应力开始急速增大,然后随真应变增加,应力慢慢降低,直到趋于稳定状态。而且通过线性回归分析,分别计算该材料的热变形激活能,获得相应的热变形本构方程。(2)真空熔炼Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金失稳变形区集中出现在低温、高应变速率区,且随应变增大失稳区范围也增大;其安全的热加工工艺参数范围是:变形温度为920℃~930℃,应变速率为0.01s-1~0.06s-1的区域和变形温度为990℃~1000℃,应变速率为0.01s-1~0.17s-1的区域。粉末冶金Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金热变形过程中,流变失稳区集中出现在高应变速率区。在低温高应变速率变形时,会出现最小的功率耗散率η,材料进入流动失稳区域,出现表面开裂。(3)粉末冶金Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金随应变速率的增加,片层α相由原来的平直并且较宽逐渐发生扭曲,动态再结晶程度加强,新形核数量众多且非常细小。随着变形温度的增加,动态再结晶程度加深,再结晶晶粒及片状α相逐渐长大。(4)不同粉末冶金制备参数下的Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金,其流变应力随着保温时间和压制压力的升高而降低。变形前随着保温时间和制备压力的增加,合金的孔隙率降低、片层α长大,随着保温时间增加单质β相及孔隙长大;变形后组织沿压缩垂直方向呈短棒状、纤维状,单质β相变长,且随着保温时间和制备压力的增加,变形后组织越细,单质β相更长。