超塑性变形模式严重影响到合金的超塑性能,本文以未经任何处理的粗晶板材Ti-15-3为研究对象,采用应变速率变化的两段超塑变形法,系统地探索了该合金在β转变温度附近的超塑性行为,研究第一段变形的应变速率和应变量对第二段变形的影响,探索提高超塑性的连续变形条件。进行两段拉伸实验,第一段的应变速率控制为0.1和0.01s-1,应变量设定为0.2、0.3、0.5与0.6;第二段分别以3×10-4、1×10-3、3×10-3s-1的应变速率进行超塑性拉伸。实验结果显示,在780℃、不同变形条件下的两段拉伸变形对第二阶段m值影响不大,两段超塑性的伸长率明显好于一段超塑性,当第一段的应变速率为0.01s-1时,初始应变量为0.2、第二段应变速率为3×10-4s-1时伸长率达到最大值为345%,和恒应变速率相比,伸长率提高了93%。而在700℃和850℃下,两段拉伸变形的伸长率均小于一段拉伸变形。变形条件对晶粒尺寸具有很大的影响。当应变速率较低时,动态再结晶主要是通过在晶界的弓出机制形核生成亚晶粒,应变速率越小,所产生的再结晶晶粒越小;780℃下晶粒尺寸随着变形程度增大而增大,伸长率随着变形程度的增大而减小。