钛合金是综合性能优良的轻质结构材料,已被广泛应用于航空航天等领域。钛合金构件通常采用热锻加工成形,但存在锻造工艺窗口窄、组织性能波动性大等问题,如何合理控制热加工工艺参数实现组织性能精准调控始终是钛合金锻件的热制造难题。钛合金在（α+β）两相区变形过程中存在特殊的变形诱导α→β相变（又称动态相变）,即:变形诱发硬相α转变为软相β,导致α相含量随变形量的增加而减少甚至消失,材料进一步软化。目前,关于钛合金热变形过程中的动态相变主要集中在相变特征的定性考量,其热/动力学条件、演变规律及对力能响应的影响依然缺少定量描述,对钛合金组织性能的精准调控提出了全新挑战。本文以TA15钛合金为研究对象,理论分析与实验研究相结合,通过系统热压缩实验,探究了TA15在两相区变形过程中组织演变特性及力学响应规律,揭示了动态相变微观机理。结果表明,TA15钛合金流变软化主要机制有动态回复/再结晶、变形热及动态相变。特别发现:某些条件下动态相变可使初生α相完全溶解于β相内,相当于TA15相变点降低约35°C。动态相变对变形温度最敏感,其次为应变速率、变形量。施密特因子高于0.4的α相优先发生动态相变,相变机制主要表现为α相界面渗透和α/β相界面迁移。动态相变产物—亚稳β相经冷却后转变为（准）魏氏体α相。通过考量相变软化驱动力,探究了TA15钛合金动态相变热力学条件及其与变形参数间量化关联规律,解析了动态相变能量耗散比例。结果表明,动态相变属于应力驱动型相变,相变驱动力来源于机械激活和变形储存能,但变形储存能所提供的驱动力远低于机械激活提供的驱动力,可忽略不计。相变临界驱动力随变形温度的升高或应变速率的降低而减小。此外,动态相变所耗能量占机械功的比例随应变速率的升高而降低。基于Johnson-Mehl-Avrami理论,建立了TA15钛合金动态相变动力学量化模型,明确了变形参数对初生α相转变的量化影响。结果表明,动态相变动力学方程指数n介于1.25～2.1之间,表明该合金相变过程均受扩散控制,初生α相转变动力学曲线形式表现出“S”形特征。相变速率随变形量的增加而先增大后减小,随变形温度或应变速率的升高而变大,而α相转变饱和值随变形温度的降低或应变速率的提高而减小。通过双重微分及自洽模型等,剥离了变形热、动态回复/动态再结晶及动态相变分别对动态软化的影响,量化表征了不同软化机制的贡献,讨论了彼此间的相互作用。结果表明,不同变形条件下,动态软化的主控机制不同。随应变速率的升高,变形热造成的软化效果逐渐升高,动态相变造成的软化效果逐渐降低,而动态再结晶造成的软化效果先降低后增加。当应变速率小于0.1 s-1时,动态相变起主导作用,动态回复/再结晶起次要作用;而大于0.1 s-1时,动态相变、动态回复/再结晶及变形热共同控制软化,其中动态相变软化效果与变形热软化效果大致相当。变形热、动态回复有利于动态相变,而动态再结晶抑制动态相变;动态相变则抑制动态回复,促进动态再结晶。探究了TA15钛合金多道次热变形过程中相变特性与规律。结果表明,道次变形过程中发生动态相变而形成过饱和β相,在道次间保温过程先后发生亚动态α→β相变及β→α逆相变。（亚）动态相变会使α相含量降低,逆相变会使α含量升高。（亚）动态相变形成的亚稳β相在道次间保温时会逆变回α相。原β晶粒在道次变形过程中可发生动态再结晶,道次间保温前期β晶粒会长大,后期发生静态再结晶。