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由于β钛合金具有高强度、高韧性、耐腐蚀和成形性好等优点,其应用领域从航空航天方面逐步延伸到舰船以及海洋工程构件方面。钛合金的力学性能由化学成分和微观组织共同决定,当钛合金的化学成分确定之后,控制微观组织已经成为了控制其力学性能的重要方法。高温塑性变形和热处理都可以较大程度上改变钛合金的微观组织。Ti-34521钛合金是一种应用于海洋工程的新型高强高韧耐蚀β钛合金,其β相的晶粒尺寸和晶体学取向对性能具有重要影响。因此,本文对Ti-34521钛合金进行等温压缩变形和退火,从而研究了β相在变形和退火过程中的演变。主要结果如下:(1)在单道次等温压缩变形中,β晶粒被拉长,且发生了动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)。DRX程度很低,DRV是主要的微观组织演变机制。其动态再结晶机制包括连续动态再结晶(CDRX)和不连续动态再结晶(DDRX)。提高等温压缩变形温度和降低应变速率都可以提高Ti-34521钛合金DRX程度。(2)在三道次等温压缩变形中,原始材料晶粒尺寸在变形温度较低时对等温压缩变形中β晶粒形貌有很大影响,当变形温度升高时,原始材料晶粒尺寸的影响减小。Ti-34521钛合金在三道次等温压缩变形过程中没有产生DRX。随着变形温度的升高,DRV作用增强。随着变形量的提高,等温压缩后β晶粒被拉得更细长,<001>丝织构的强度提高了,而<111>丝织构的强度降低了。(3)对单道次变形后的Ti-34521钛合金退火时发现:变形温度升高,β晶粒平均尺寸逐渐增大,而静态再结晶(SRX)程度降低。退火后的织构主要为<001>丝织构。<001>丝织构的强度随着变形温度的升高逐渐提高。(4)对三道次变形后的Ti-34521钛合金退火时发现:变形温度升高,SRX程度降低。退火后的织构主要是<111>丝织构。<111>丝织构的强度随变形温度升高呈现逐渐降低的趋势。经过相同的等温压缩和退火后,原始材料晶粒尺寸较大的Ti-34521钛合金形成的<111>丝织构的强度要比原始材料晶粒尺寸较小的高。变形量由50%提高到70%时,压缩和退火后的微观组织变化不明显。