钛合金材料得益于其优异的综合力学性能、良好的生物相容性及优异的耐蚀性,被广泛应用于航天航空、船舶、化学工业以及生物医疗器材领域,其中双相钛合金是使用范围最广,用量最大的一类钛合金。由于大部分双相钛合金零部件需经热加工的方式来生产,因此研究双相钛合金高温流变行为及动态组织演变就显得尤为重要。本文研究了两种典型双相钛合金（TC4、TC11）的热变形流变行为和动态组织演变规律,掌握了双相钛合金中α和β两相在不同热变形条件下的热变形机制,并将研究结果成功用于TC4钛合金摩擦焊接接头组织模拟及分析。对不同条件下两相热变形软化机制的研究表明,单一β相热变形时的软化机制主要为动态回复和动态再结晶,变形初期的动态回复会使流变曲线呈现不连续屈服特征。当等轴α相主导热变形时,热变形软化机制受变形温度和应变速率影响。热变形温度远低于β转变点且应变速率较高(?=70 s^-1)时,热变形软化机制为α相的动态回复和动态再结晶。热变形温度临近β转变点时,热变形软化机制为α→β动态相变,相变特征受应变速率影响:应变速率较低(?=10 s^-1)时,α→β动态相变主要沿相界位错发生,α相在热变形后仍保持等轴状;应变速率较高(?=70 s^-1)时,α→β动态相变沿α相内部平行分布的穿晶位错发生,等轴α相会转变为α+β板条;当应变速率更高时(?=350 s^-1),等轴α相会在动态相变作用下在极短的时间内全部转变为β相。而且,发现α→β动态相变行为会对冷却相变产生影响,在TC11钛合金热变形后的最终组织中发现了α’’相,认为其是新β相在冷却相变过程中的产物。此外,TC4钛合金热压剪变形后的显微组织显示出多极、多相、多尺度的特征。对α→β动态相变机制进行了研究,在等轴α相内发现了较小的新α板条结构,等轴α相将最终转变为α+β板条。此外,在已发生动态相变的等轴α相极图上,只能观察到R型{10-11}<11-20>和R1型{11-22}<11-23>织构,变形开始时等轴α相内主要的T型{10-10}<11-20>织构在动态相变过程中完全消失,结合EBSD显微组织图,进一步证实了位错分解引起α→β动态相变的机制。采用“压剪试样”进行钛合金热变形组织物理模拟研究,基于TC4钛合金压剪热变形与线性摩擦焊接接头组织和织构的相似性,证实实际摩擦焊接过程中组织演变的热力条件。此外,基于上述动态相变机制,讨论了TC4钛合金搅拌摩擦焊焊核组织的演变机制。