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TC27钛合金是我国自主研发的一种新型高强高韧高淬透性的钛合金,可应用于航空航天及兵器行业重要承力部件。本文通过对锻态TC27合金进行等温恒应变速率压缩实验,分析了其热变形行为;分别采用多元线性回归和内变量法构建了该钛合金的本构关系模型;研究了其微观组织的演变规律。主要结论如下:TC27合金的流动应力随着应变的升高而迅速升高,达到最大值后平缓下降,呈现流变软化现象,变形温度越低,这种流变软化现象就越明显。在各变形温度,应变速率为70s-1下,应力-应变曲线在加工硬化和软化作用下出现波动。多元线性回归所构建的本构方程,在700~850℃范围内,误差小于10%的数据点占全部数据点的93.1%;在900~1150℃范围内,误差小于10%的数据点占全部数据点的97.4%。基于内变量(位错密度)构建的本构方程,在700~800℃范围内,误差小于10%的数据点占全部数据点的89.1%;在850~1150℃范围内,误差小于10%的数据点占全部数据点的92.2%。在压缩前,低于α+β/β转变温度的850℃试样,保温了12min存在β相晶粒;高于α+β/β转变温度的900℃试样,保温了2 min存在一定量的α+β等轴组织。变形温度为850℃、70s-1、压缩率从30%-50%时,合金中的初生α相逐渐变得不等轴,且具有一定的方向性。变形温度为900℃时,当压缩率从25%-50%时,β相晶粒明显被压扁。变形温度为900℃时,应变速率为0.001s-1,当压缩率为15%-35%时,发生了少量动态再结晶,β晶粒得到细化,平均晶粒尺寸减小。但压缩率为50%时,晶粒有长大的趋势。在应变速率0.001s-1~70s-1、压缩率50%,700℃时,合金中微观组织与未经变形的原始试样相差不大,组织中α相体积分数较其它温度最多。但在应变速率高达70s-1时,可以观察到大变形区组织发生了局部流动和绝热剪切现象。850℃时,合金中的α相体积分数较其他温度最少。在变形温度从900℃~1150℃,在应变速率较低的情况下,随着变形温度升高,原始β晶粒尺寸增大,晶粒内部也更容易发生动态再结晶,最后细小的再结晶晶粒逐渐取代原始的粗大晶粒。锻态TC27钛合金较适宜的热加工参数范围为:变形温度700℃~1150℃,应变速率0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1。而失稳区容易发生在应变速率较高(10s-1和70s-1)的各个温度下。