TC21钛合金是国内继TC4-DT之后自主研发的一种高强高韧损伤容限型钛合金,该合金由于优秀的综合性能被大量应用于航空航天工业。其中钛合金网篮组织因其强度高和抗裂纹扩展能力好,被用作为飞机上关键承力件材料。但是钛合金网篮组织塑性较差,且组织参数难以控制,为调控合金组织参数,使其塑性、强度和韧性良好匹配。本文将研究TC21钛合金高温变形过程中的组织变化规律,探索合金组织与力学性能之间的定量关系。本课题首先利用Gleeble3500热模拟试验机对TC21钛合金进行了热压缩模拟实验,分析了不同温度（890℃～990℃）、应变速率(0.01s-1～10 s-1)和变形量（40%、60%）条件下该合金流变应力变化规律及微观组织演变,并在Arrhenius经验公式基础上利用多元线性回归方法建立了该合金的本构方程模型。基于热压缩实验结果,设计了不同锻造和热处理方案,对原始坯料进行准β锻,并对锻后坯料进行双重退火处理,研究了锻后不同冷却方式和热处理工艺对合金网篮组织的影响;研究了网篮组织参数对拉伸力学性能的影响,确定了影响合金拉伸性能的主要参数并建立其与拉伸性能的定量关系。本文的具体研究内容如下:（1）TC21钛合金高温变形时存在明显的流变软化现象,合金流变应力随着变形温度的升高和应变速率的减小而明显下降,变形程度的变化对其影响不显著,并出现不连续屈服现象。利用应力-应变数据,在Arrhenius经验公式基础上应用多元线性回归方法建立合金的本构方程模型。（2）分析了热压缩变形后的TC21钛合金微观组织,结果显示合金微观组织对温度与应变速率较为敏感。（α+β）两相区变形时,随着变形温度的升高,微观组织逐渐粗化,当温度接近相变点时,α→β相转变发生并伴随着β晶粒的动态再结晶。单相区变形时,微观组织动态再结晶和动态回复同时进行。随着温度的升高和应变速率增加,动态再结晶程度增强,同时动态回复作用也增加,β晶粒发生长大,尺寸增加。（3）分析TC21钛合金准β锻后微观组织发现,锻后冷却方式对锻后组织形貌影响较大。锻后水冷时,冷却速度过快,合金锻后显微组织只观察到β晶粒,未发现β→α相组织转变。锻后空冷时,冷却速度慢,合金显微组织中出现由晶界向晶内析出的针状α相。对锻后合金试样进行双重热处理发现,第一重退火温度对网篮组织片状α相的长度、宽度和含量影响较大,第二重退火温度主要影响次生α相尺寸。变形后试样在900℃,1h/AC+590℃,4h/AC条件下双重退火时,获得的网篮组织形貌最佳。（4）研究了网篮组织对TC21钛合金力学性能的影响,结果表明随着片状α相含量和厚度的增加,合金强度降低,塑性提升。而片状α相的长宽比的影响正好相反,随着长宽比的增加,合金强度增加,塑性降低。在分析组织参数对力学性能影响的基础上,采用二次多项式函数建立了钛合金网篮组织主要特征参数（片状α相含量、厚度、长宽比）与拉伸性能的定量关系式。