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钛合金由于其多层次的复杂微观组织而具有优异的力学性能，广泛应用于航空、航天、化工及医药等领域，其多种多样的组织主要来源于其形变与相变耦合的不同热加工过程。高温变形等条件下的β→α相变是钛合金组织形成的关键，该过程中发生α相的变体选择现象，进而导致α转变织构的形成。通过计算机模拟研究改变一些实验条件促进或抑制某些变体，从而改变形变及相变织构，对热加工工艺的选择以及钛合金的力学性能控制具有重要意义。 考虑到Ti-6Al-4V合金作为最常见的α+β钛合金，本工作借助三维相场动力学方法模拟了该合金中α相析出过程中，界面能各向异性及弹性应变能对片状仅相变体的形貌及取向的影响，应变能与不同界面能对不同α/α晶界比例分数的作用，并研究了外加应力和体系过冷度对相变微织构形成的影响，探索了合金中位错等缺陷对共格α相形核过程以及微织构形成的影响。 研究表明:α相变体形状及惯习面取向是界面能与弹性能共同作用的结果，在变体体积较小时，界面能占主导地位，且由于其各向异性的影响，变体倾向于椭球状;随体积的增加，弹性能开始占主导地位，变体倾向于片状以降低弹性应变能。热处理温度较低时，考虑弹性应变能情况下，变体的生长仍由溶质原子的扩散所控制。仅变体间的长程弹性相互作用可导致相关形核。 同一β晶粒中，任意两α变体之间共可形成6种夹角，标记为B1-B6型。在网篮组织中，由实验观察到的5种不同α/α变体界面的出现频率分布可以根据弹性应变能与不同种类α变体间界面能差异的共同作用来解释。B2和B6的出现频率与弹性应变能的贡献有关，同时，不同α/α变体界面界面能主要影响B2和B3类型界面的出现频率。 外加应力对变体的选择作用具有拉伸-压缩（或剪切与反向剪切）的非对称性。外加应力条件下变体的惯习面取向相对于无外加应力时有一较小的偏转(～5°)。与外加正应力相比，沿某方向的剪切应力更能有效地加速β→α转变，且优先选择较少种类的变体析出。通过快速且简便的相互作用能计算可以预测外加应力下α变体选择的趋势。不同变体间的弹性相互作用在微观组织演化中也扮演了一个十分关键的角色。最终的微观组织应同时满足以上这两种弹性相互作用条件。相比于B4类型变体界面组成的变体团簇，由B2型晶界组成的变体团簇对于外加拉伸应力更为敏感。 过冷度不变条件下，随着外加应力的增大，其对α相变体的选择作用逐渐增强，促进相变微织构形成，并且相对于变体之间的弹性相互作用，外加应力与变体之间的弹性相互作用在β→α相变过程中逐渐起主要作用;外加应力不变条件下，随着过冷度的减小，沉淀析出的α相体积分数逐渐减小，而对α相变体的选择作用逐渐增强，有利于相变微织构的形成。如沿[-111]β方向施加拉伸应力，随外加应力的增大或过冷度的减小，逐渐以变体V1，V4及V6为主，产生“锯齿”形织构。模拟发现，采用特定方向的双向压缩可诱发单一种类α变体析出。 通过相场动力学模拟、位错与变体间相互作用能计算及α相微织构取向极图分析表明，刃型位错应力场对α变体的选择作用强于螺型位错。刃型位错应力场对择优α变体的能量贡献中，正应力分量S33作用为主;而螺型位错下，切应力分量S23作用显著。刃型位错应力场中，择优变体以V1，V7为主，V1/V7，V1/V4/V6是位错线附近主要的变体组合类型;螺型位错时以变体V7，V10及V12为主，以V7/V10/V12组合为主要类型。V1/V4/V6与V7/V10/V12两种形式的变体组合均可极大地弛豫体系弹性应变能，促进相变微织构的形成。含位错体系的微观组织由位错与α变体间的相互作用能，以及α变体之间的弹性相互作用能共同决定。位错周围的应力场可导致界面能较高的B6型界面的出现。