钛合金TC4作为一种新型金属材料已广泛应用于军事、医学、航空航天等领域,并凭借其良好的性能取代钢等传统材料,达到减重、节能、减材等目的。目前国内热电池壳体材料依然选择不锈钢等钢制材料,其主要加工方式为机械加工,不仅占用热电池大部分质量而且造成材料的极大浪费。因此选择新型材料及加工方式以减轻热电池壳体重量、提高材料利用率成为重要研究方向。本文通过热压缩实验建立了钛合金TC4的本构方程和微观组织模型,并将所得模型嵌入DEFORM-3D有限元分析软件,模拟了钛合金TC4反挤压与变薄拉深成形过程。在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行了温度为850℃~1050℃,应变速率为0.01~1s-1的热压缩实验,分别研究了温度和应变速率对钛合金TC4变形行为的影响。根据实验所得应力应变曲线,分别构建了TC4在α+β两相区与β单相区的本构方程和动态再结晶模型。利用编程语言将TC4的本构方程及动态再结晶模型导入DEFORM3D软件子程序中,建立了TC4的反挤压模拟仿真系统。分别对温度为900℃、950℃、1000℃、1050℃,挤压速度为5mm/s、50mm/s、100mm/s、150mm/s共计16组反挤压过程进行了模拟,对不同变形条件的位移载荷、动态再结晶百分数及晶粒尺寸进行对比分析,得出的最佳工艺参数为变形温度1000℃,挤压速度100mm/s。根据现有实验室条件,设计了钛合金TC4挤压实验模具,进行了温度为1100℃,挤压速度为5mm/s的反挤压实验和工艺参数为变薄量0.72,温度1010℃,拉深速度5mm/s的变薄拉深实验,得到了挤压成形的位移载—荷曲线及TC4筒形件,并对试件各部位金相组织图与晶粒尺寸进行了观察。对比相同变形条件下的实验与模拟结果,发现二者基本吻合。