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本文采用真空自耗电弧炉熔炼Ti-35Nb-3Zr-2Ta（wt%）β医用钛合金铸锭，反复重熔三次确保成分均一。利用等径弯角挤压工艺（ECAP）在500℃、600℃和700℃下按照Bc方式依次挤压固溶处理后的合金一、二、四道次。研究了挤压温度和累积塑性变形量对β钛合金微观组织和力学性能的影响。研究结果表明：固溶处理后Ti-35Nb-3Zr-2Ta合金的β等轴晶粒大小约为80120μm。合金在500℃和600℃下挤压四道次后，分别得到300nm和600nm的等轴晶粒。合金在500℃下挤压观察到的剪切带剪切带不断细化并互相交错，最终形成网状结构的演化，有利于释放塑性应变。剪切带网状结构是由初生剪切带增长缓慢和次生剪切带迅速扩张决定的。在试样600℃4th道次中观察到孪晶型马氏体的“人字形”结构，这种特殊结构的形成取决于马氏体的自协作效应和能量最低原理。挤压后β钛合金的显微硬度高于固溶处理β钛合金的显微硬度，挤压四道次后，β钛合金横截面和纵截面的显微硬度值差别不大，这是因为形成均匀的微观组织和等轴的纳米晶粒。挤压二道次和四道次后，几乎所有试样（500℃2nd道次除外）的应力-应变曲线出现“双屈服”现象，这是由应力诱发β母相转变成马氏体相决定的。研究了挤压温度和累积塑性变形量对Ti-35Nb-3Zr-2Ta合金超弹性性能的影响。相同温度下挤压时，挤压道次对超弹性应变εse的变化趋势影响不同。试样在500℃下挤压时，超弹性应变εse出现逐渐增加的现象，而在600℃下挤压εse却呈现依次降低的趋势。但在700℃下挤压时εse却先增大而后减小。挤压温度也超弹性应变εse产生很大影响。挤压四道次后，随挤压温度的升高，合金的超弹性应变εse显著下降。这主要与剪切带的均匀网状结构（500℃下挤压）以及微观组织的再结晶（700℃下挤压）有关。试样500℃4th道次的抗拉强度达到765MPa，延伸率约为16.5%，弹性模量仅为59GPa，超弹性应变和可回复应变最大（εmseax和εmrax）可达1.4%和2.7%，说明经ECAP处理后Ti-35Nb-3Zr-2Ta（wt%）合金是一种非常理想的替代骨组织的医用材料。