TB17钛合金是一种新型亚稳β超高强韧性钛合金,研究热变形行为及显微组织演变规律对优化加工工艺参数具有重要的意义。本文采用恒温恒应变速率压缩实验,结合金相分析系统,研究了TB17钛合金高温变形行为,并结合加工图得到TB17钛合金最佳加工工艺参数范围,最后利用实验数据建立动态再结晶元胞自动机模型,在DEFORM-3D有限元软件中对不同参数下的组织进行模拟研究。主要研究工作如下:首先,在Gleeble-3500热模拟试验机上对TB17钛合金进行恒温恒应变速率压缩实验,实验温度为800¹000℃,应变速率为0.001⁵0s^-1,应变量为1.2。根据压缩数据建立了流变应力本构方程,得到合金的热变形激活能Q=232.579kJ/mol;同时对流变应力本构模型进行验证,发现模型具有较高的精度。结合金相技术分析了显微组织演变规律,发现在应变速率较低时,合金内部组织容易发生动态再结晶行为,大量的再结晶晶粒从β相晶界处产生;在高应变速率下,合金晶粒被压扁拉长甚至破碎,合金主要以动态回复为软化机制。其次,构建了TB17钛合金基于Prasad和Murty判据下的加工图。合金稳定变形区域为:温度800⁸70℃,应变速率为0.001 s^-10.64s^-1;温度为870¹000℃,应变速率为0.001s^-10.82s^-1,在稳定变形区时,合金发生了明显动态再结晶行为且呈等轴组织;失稳变形区域为:温度为800⁸70℃,应变速率为0.483 s^-150s^-1;温度为870¹000℃,应变速率为0.616s^-150s^-1,该区域合金显微组织呈现局部流动、β晶粒压扁甚至破碎等失稳缺陷,得到TB17钛合金在高应变速率下容易导致失稳,实际热加工中应避免该区域的加工。最后,根据流变应力数据,建立了TB17钛合金在β相区动态再结晶模型和位错密度模型。在DERORM-3D平台上结合元胞自动机法,对TB17钛合金在应变量为1.2、950℃不同应变速率下的显微组织进行模拟研究。模拟结果表明:合金在低应变速率(0.01s^-1)下不同部位均发生了动态再结晶行为,而大变形区发生动态再结晶最早且最充分,晶粒尺寸小于其他区域;随着应变量的不断上升,发生动态再结晶行为越充分,晶粒得到明显细化;当应变速率增大时,发生动态再结晶行为不充分,但晶粒尺寸却减小;模拟结果与实验结果相吻合,具有较高的精度。