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钛及钛合金以其高比强度、耐热、耐磨等优异的综合性能在航空、航天、先进武器系统、汽车领域有着广阔的应用前景。高科技的发展需要其具有更高的性能，通过原位自生合成方法可在钛合金中引入增强相如TiB、TiC等来提高弹性模量和强度。然而，由于TiB和TiC是一种高强相，脆性大，难变形，因而使得原位自生钛基复合材料的变形、加工更加困难。因此对于钛基复合材料的加工，一方面难以通过常规塑性加工得到满足使用要求的型材和零件，另一方面机械加工因费时、费工和大量的材料浪费而成本昂贵，这些都极大地限制了钛基复合材料的实际应用和发展。为了解决这一问题，近终成型技术(near-net shape)用来加工钛基复合材料构件，不但可以节省原材料，还可以大幅度降低加工成本。近终成型技术以其独具的技术优势而备受瞩目，获得了广泛的应用和研究。近终成型技术的关键是超塑性变形。超塑性变形是解决钛基复合材料可加工性能的有效方法之一。因此，研究其超塑性变形行为有着十分重要的意义。 本研究针对这一问题，首先采用一定比例的B4C粉末、石墨粉末与一定数量的海绵钛及其合金元素的中间合金混合，利用传统的钛合金熔炼工艺，在真空自耗电弧炉上制备出不同增强体含量的钛基复合材料。该材料经过一定工艺条件的热锻和热处理后，对其进行高温拉伸试验分析。通过对其超塑性变形的力学行为分析，研究温度和应变速率对材料高温拉伸性能的影响及其超塑性指标的评估，主要包括应变速率敏感性因子和变形激活能的计算;通过试验手段如光学金相、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜和背散射电子花样等方法系统、深入的研究了复合材料超塑性变形过程中的组织演变规律;探索和揭示了复合材料超塑性变形的机理;并通过对不同增强体含量的钛基复合材料的超塑性变形研究，分析增强体对复合材料超塑性能的影响。为今后钛基复合材料的实际应用，钛基复合材料的合理有效的加工提供理论依据和加工途径。主要的研究结果表明: 原位自生钛基复合材料在一定实验条件下可得到大于100％的延伸率，具有超塑性能，其中最大延伸率为659％。复合材料高温拉伸的延伸率和温度及初始应变速率并不成单调的线性关系，而是在一定温度、一定应变速率下呈现最佳值。在实际变形过程中，应变速率敏感性因子（m值）是持续变化的，m值随应变增加而增大，当m达到最大值后，又随应变增加而减小。同时发现在较低应变速率时m值较大;得到m峰值的应变随应变速率降低而降低。并计算出复合材料的本构方程为(ε)=1.068×10-21·σ3.57·exp(-62987/T)。本构方程描述材料变形过程的基本信息，表明在热加工过程中变形力参数之间的数量依赖关系，即流变应力与应变、应变速率和温度之间的依赖关系，可以为材料的加工提供理论基础。 在1vol％TiB和TiC增强钛基复合材料变形中，由于增强体含量较少，基体起了主要作用:在高于相变温度变形时，变形主要受扩散过程控制;在低于相变温度变形时，变形后晶粒尺寸减小，且更趋向于等轴晶粒。EBSD结果表明超塑性变形过程中晶粒的细化主要源于再结晶以及亚晶界对原始晶粒的分割、亚晶界取向差随变形量增加而增加从而使亚晶界转变为大角度晶界。TEM结果表明变形组织中存在大量位错列和位错网络及亚晶，表明位错滑移和攀移在整个超塑性变形过程中起了重要的作用。 5vol.％TiB和TiC增强钛基复合材料比1vol.％、10vol.％TiB和TiC增强钛基复合材料的超塑性能好，最佳延伸率达659％;5vol.％和10vol.％TiB和TiC增强钛基复合材料在800-850℃获得最佳超塑性，比1vol.％增强钛基复合材料最佳超塑性温度(980℃)低。5％增强体含量的复合材料在变形过程中增强体起了主要作用:超塑性变形的初期，通过位错运动形成位错墙或位错网络，从而形成亚晶界。亚晶界对位错的滑移和攀移起协调作用，不断吸收晶内位错，维持超塑性流变持续、顺利地进行，从而实现复合材料的超塑性变形:亚晶界的迁移本身也产生应变，对材料宏观上的应变也有一定的贡献。增强体的加入可细化晶粒，促进流变应力的传递，降低了复合材料超塑性温度，提高了复合材料超塑性能。10％增强体含量的复合材料超塑性变形中，虽然增强体的加入使复合材料组织得到细化，但是由于复合材料中增强体尺寸较大，运动的位错不能越过增强体，降低了超塑性流变应力的传递，从而降低了复合材料的超塑性能。 复合材料的失效方式主要是在TiB端部和尺寸较大的TiC处易形成裂纹导致断裂。10％增强体含量的复合材料TiC颗粒平均尺寸5％增强体含量的复合材料大，因此，前者的超塑性能有所降低。