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钛合金因具有密度低、强度高和耐腐蚀等优点，被广泛应用于化学工业、航空航天、冶金、电力及医疗等领域，但是较复杂的真空自耗熔炼工艺和较高的热变形加工难度使钛合金的制造成本居高不下，制约了其应用领域和使用量，因此，开发低成本钛合金，改善其加工变形性能，已经成为国内外钛合金领域研究的热点。 ATI425合金是一种新型钛合金，名义成分为Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O，与传统的Ti-6Al-4V相比，该合金不仅具有较低的热加工成本和出色的冷变形能力，而且其室温力学性能也与Ti-6Al-4V极为接近，因此具有极其广阔的应用前景，但是，到目前为止，针对该材料的高温流动规律和加工窗口所进行的研究较少，材料塑性变形规律和再结晶行为对锻造、轧制和冲压变形的影响规律也尚不清楚，有待进行深入研究。 本文以ATI425合金为对象，系统地研究了合金的塑性变形行为，全面构建了ATI425合金的塑性变形本构方程、热加工图及Avrami再结晶动力学方程，并将所得相关规律应用于合金的锻造、轧制和冲压变形过程，进一步优化了合金的加工工艺。取得了如下结果: (1)对ATI425合金热导率、比热、热膨胀系数和β转变温度等热物性参数，以及材料的拉伸、冲击性能和表面硬度等力学性能进行了系统地测量，建立了拉伸屈服强度和变形条件之间的分段式本构方程。 (2)采用热模拟试验机Gleeble-3800，获得四个变形温度(700℃、800℃、900℃和1000℃)，四个应变速率（0.001 s-1、0.01 s-1、0.1 s-1和1 s-1）下的应力应变曲线，并进行了附加死区修正、摩擦修正、温度修正和应变速率修正。随后，采用两种方法得到合金的Arrhenius本构方程，并分别用方差和决定系数两种评价方法，对两个本构方程的拟合精度进行对比，结果表明，两种方法均有较高的精度。 (3)建立了基于动态材料模型的功率耗散图，以及Semiatin、Gegel、Malas、Murty和Prasad五种塑性失稳图。确立了适宜ATI425合金塑性变形的工艺条件。通过对功率耗散图中各种变形条件所对应的金相组织进行对比发现，相同应变速率下，功率耗散因子随温度的升高而增大，相应地，材料的变形机制也经历了从晶粒拉长、动态回复到动态再结晶的转变;900℃下再结晶体积分数与功率耗散因子呈明显的正相关;所有压缩试验中均未观察到明显的失稳。 (4)基于所得热物性参数及本构方程，对合金三次换向镦拔、热轧和冲压变形过程进行了系统的热力耦合数值模拟，得到塑性变形过程中的温度场、应变场和应力场演化历程。计算表明，经三次换向镦拔后，锻件内部的等效应变场由中心至表面逐渐减小，且锻件中心和表面的等效应变相差较大;过低的加工硬化指数限制了ATI425合金的冲压变形能力，减小冲压件直径和增大倒角半径有助于问题的改善，而摩擦条件和坯料初始温度场对冲压结果的影响不大。 (5)通过金相分析和应力应变分析的综合使用，提出了一种求解动态再结晶Avrami方程系数的新方法，建立了ATI425合金的动态再结晶体积分数Avrami数学模型。该方法的计算无需稳态应力信息，所以具有更广的适用范围。计算与试验对比表明，新方法建立的Avrami方程能够准确描述ATI425合金的动态再结晶体积分数与压缩应变间的关系。 通过以上工作，获得ATI425合金较系统的塑性变形规律，并将其应用于几种塑性加工变形过程模拟，为优化ATI425合金量产工艺提供了理论依据和改进建议。