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随着航空工业的发展，钛合金、高温合金等航空难变形材料在飞机上的应用越来越广泛，如何利用现有设备探索以上难变形材料的制坯与模锻新工艺已成为当务之急。 在金属和合金的锻造过程中，人们总希望获得规定的锻件形状、流线织构和良好的锻后组织，以确保成形零件的机械性能和使用寿命。但鉴于难变形材料成形时具有变形抗力大、热力参数容差小、锻后组织对锻造热力参数敏感且难以控制等特点，在现有设备上利用传统的工艺设计和控制方法，很难生产出合格的锻件。 本文针对航空难变形材料TC4合金的成形特点，以成形件锻后组织和性能为设计和控制的目标，在正交试验的基础上，采用热力耦合有限元数值模拟软件，分析研究了TC4合金的热成形性能、镦粗成形过程、模锻成形过程和TC4合金成形工艺的设计与质量控制方法。主要成果和新见解如下： 1．在对TC4合金热态变形行为进行系统研究的基础上，采用数理统计学原理，科学地分析并回归出了一种基于并联关系模型的TC4合金新型本构关系，从而为TC4合金热成形过程的数值模拟提供了基础。 2．基于正交试验结果和对试件微观组织的观测，采用Yada模型，回归出了一种TC4合金热态变形过程中再结晶组织的演化模型，从而为TC4合金热成形过程中再结晶组织的计算、预测和控制提供了条件。 3．采用有限元数值模拟方法，并结合正交试验结果，分析研究了TC4合金的等温镦粗成形过程，获得了TC4合金热成形时的宏观热力参数与锻件组织和性能间的映像关系谱，从而为TC4合金模锻件的工艺过程设计和组织性能预测提供了依据。 4．在对热力耦合有限元数值模拟方法中关键性技术问题进行分析研究的基 摘 要础上，针对某型飞机上TC4合金盘形件和框架结构件的热模锻过程进行了工艺过程设计和成形过程模拟，优选了成形的坯料，分析了成形缺陷，并对再结晶组织进行了预测，从而为上述锻件的定型投产提供了参考。 5．通过对TC4合众热模锻过程的系统分析和研究，提出了实现TC4合金热模锻过程工艺设计和质量控制的一体化技术，并给出了工艺设计的目标函数：锻件组织均匀性函数和质量控制的目标函数：锻件组织稳定性函数。从而为航空难变形材料热模锻过程的优化设计和质量控制提供了思路。