本文采用室温4道次ECAP变形制备的超细晶（晶粒尺寸约为170nm）工业纯钛和粗晶（晶粒尺寸约为26μm）工业纯钛（TA1）作为实验材料，在应变速率为10-5s-1~101s-1，变形温度为298K~723K的变形条件下，利用Gleeble-3500热模拟机进行了热压缩实验，研究了应变速率和变形温度对真应力-真应变曲线的影响，结合金相观察和透射电子显微镜分析等测试手段，分析了超细晶工业纯钛和粗晶工业纯钛热压缩变形后的显微组织演变，热变形行为及其形变软化原因，并对两种材料的应变速率敏感性指数做了初步的研究。主要研究结果如下：（1）粗晶工业纯钛的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而降低。在真应力-真应变曲线上表现为流变应力的持续增加，原因在于压缩过程中，发生的动态回复和动态再结晶的软化作用不足以抵消加工硬化的作用。但当应变速率为10-4s-1，变形温度为723K时，曲线呈稳态流变应力状态。（2）超细晶工业纯钛的流变应力随应变速率的增加而持续增加，随变形温度的降低而增加。流变应力曲线的整体形态为：在变形初期材料的流变应力随应变的增加而显著增加，然后逐渐趋于缓慢，最终流变应力基本保持一个相对稳定的值，这是由于材料发生了动态回复和动态再结晶，与加工硬化达到了动态平衡。（3）在同样的热压缩变形条件下，超细晶工业纯钛比粗晶工业纯钛具有更高的应变速率敏感性指数m值。在不同的热压缩变形条件下，超细晶工业纯钛的m值（0.015~0.125）较粗晶工业纯钛的m值（0.015~0.04）分布范围更广。（4）超细晶工业纯钛在热压缩真应力-真应变曲线上的稳态变形阶段与大角度晶界的软化有关：一是位错在晶界的湮灭；二是晶界的滑移与扩散。