紧固件是应用最广泛的机械基础件。钛合金紧固件以其优秀的综合性能,被广泛应用于各种领域。TC4钛合金是钛合金紧固件应用最多的合金,目前的成型方式为等温锻造,相比发达国家的冷成型明显落后。本文将就TC4钛合金的低温镦粗变形行为及其性能展开深入研究。本文研究了晶粒尺寸分别为2μm和9μm的TC4钛合金镦粗变形行为,包括室温动态镦粗以及不同温度下的准静态镦粗变形行为。分析了TC4合金变形的应力及应变行为,并利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,研究了镦粗变形应力及其行为,以及不同变形条件下的相组成和显微组织演变规律。研究镦粗结果表明：TC4合金在室温镦粗时,由于摩擦力的作用会使圆柱体试样产生腰部鼓形。晶粒尺寸越大,极限变形率越低,鼓形越明显；随着摩擦力减小,变形量增加,鼓形变小；高-径比对变形行为没有影响。在室温变形后,合金不产生新相,α相的变形以位错和孪生为主,p相的变形以晶界滑移为主。试样的宏观断口与试样轴向呈45。角,断口以大量的解理断口和局部的韧窝断口组成,随着晶粒尺寸的减小,韧窝所占比例增加,韧窝尺寸变大。在室温变形时,流变曲线呈加工硬化型,没有新相生成,变形主要方式为位错、滑移以及孪生,并伴有晶粒破碎。在350℃变形时,流变曲线在高应变速率下呈加工硬化型,在低应变速率下呈动态回复型,没有新相生成。主要变形方式为滑移和位错,位错包括晶粒的转动和晶粒滑动。在低应变速率下,α相内部位错明显减少,表现出动态回复的特点。在700℃变形时,组织内的α相减少,β相增加。在高应变速率时,流变曲线呈动态回复型;低应变速率时,呈动态再结晶特点。其软化机制为：α相内部的动态再结晶以及β相的动态回复。