开发钛合金复合材料有望解决航空航天领域对服役温度为600-800℃的轻质高强材料的需求。得益于特殊的增强相空间分布,网状结构钛基复合材料具有优异的综合力学性能,并且可以通过热加工进一步实现材料的组织调控和力学性能的优化。然而在热变形过程中,增强相网状结构演变将对力学性能产生重要的影响。本文首先采用Deform-3D有限元软件对圆柱、圆环以及法兰类零件镦粗热变形行为进行模拟,并选定圆环镦粗热变形方案开展实验以研究应变状态-增强相网状结构演变-力学性能之间的关系。圆柱镦粗热变形模拟结果表明材料径向流动速率随变形压下量的增大或圆柱坯料形状因子的减小而增大。其次,定量计算了热变形过程中不同变形区域体积占比的变化情况,发现随着变形压下量的增大,难变形区体积占比持续减小,而易变形区体积占比先减小后增大,自由变形区体积占比先增大后减小。随着形状因子的增大,难变形区体积占比连续增大,易变性区先减小后增大,而自由变形区先增大后减小。提出了采用应变离散系数衡量变形均匀性,应变离散系数越小,变形均匀性越好。增大压下量或减小形状因子,将减小应变离散系数,导致应变分布更均匀。此外,随变形压下量的增大,单位体积成形载荷不断增大,而形状因子的增大将降低单位体积成形载荷。圆环镦粗热变形过程中材料发生分流现象,分流面处材料径向流动速率为零,其两侧材料分别向内外流动。增大压下量或减小形状因子,将导致材料径向流动速率的增大,而壁厚系数主要影响分流面内侧材料的径向流动速率,并随壁厚系数的增大而减小。其次,随着变形压下量的增大,材料内流区体积占比及应变离散系数先增大后减小;增大形状因子,材料内流区体积占比不断减小,而应变离散系数持续增大;而增大壁厚系数,将导致材料内流区体积占比及应变离散系数降低。此外,随着形状因子的增大,单位体积成形载荷减小,而壁厚系数对单位体积成形载荷无明显影响。在法兰类零件镦粗热变形过程中,增大圆角半径及法兰厚度将减小平均等效应变及应变离散系数。载荷行程曲线分为初始载荷上升阶段、中间载荷稳定阶段及最终载荷急剧上升阶段。随着圆角半径及法兰厚度的增大,初始载荷上升阶段延长,中间载荷稳定阶段缩短。此外,单位体积成形载荷随法兰厚度的增大而减小。对圆柱、圆环以及法兰类零件镦粗热变形应力状态进行分析,结果表明采用圆环镦粗热变形方案,可以获得伸长类应变、平面应变及压缩类应变。因此,最终选择圆环镦粗热变形方案进行实验研究。圆环镦粗热变形后,合金基体组织变为双态组织,增强相与基体合金界面在热变形后仍然洁净并且结合良好。通过引入罗德系数（μσ）来评估应变类型与增强相网状结构:当μσ＜0时,将产生伸长类应变（dε₁＞ 0;dε₂<0;dε＜0）;当μσ=0,出现平面应变（dε₁＞ 0;dε₂=0;dε₃<0）;当μσ>0时,应变类型变为压缩类应变（dε₁＞ 0;dε₂>0;dε₃＜0）。在分流面两侧材料分别向内外流动而出现分流现象,并导致增强相网状结构在热变形后发生显著变化。变形后网状结构尺寸在最大主应变方向处于拉长状态（R1>R₀）,在最小主应变方向持续缩短（R₃0）,而在中R₂＞ R₀（μσ＞ 0）间主应变方向上由罗德系数μσ确定:R₂=R₀（μσ=0）。增强相网状结构轴长比R₂ ＜R₀（μσ＜0）λ与应变之间的关系如下:λ₁₂=exp（2ε₁+ε₃）,λ₂₃=exp（-ε₁-2ε₃）,λ₁₃=exp（ε₁-ε₃）。圆环热变形后试样的室温压缩力学性能测试结果表明,从伸长类应变位置至压缩类应变位置,极限抗压强度及压缩塑性应变量均先减小后增大;在平面应变位置处取得极小值,最大变化量分别为115.2MPa和11.35%。与TiB_w贫化区相比,TiB_w富集区存在更大的应力、应变集中及应变能密度分布,这将促进微裂纹在TiB_w富集区萌生与扩展。另外,由于基体合金的钝化作用,微裂纹的扩展主要发生在TiB_w富集区,并沿增强相网状结构长轴方向传播。建立了断裂平面内增强相网状结构轴长比λ max与压缩力学性能之间的关系:随λmax的增大,裂纹扩展的驱动力增加。此外,由于晶须沿网状结构长轴择优取向排列且增强相含量降低,导致增强相对微裂纹扩展的阻碍作用减小。因此微裂纹沿热变形后网状结构长轴扩展更容易,最终导致压缩断裂强度与塑性应变量的下降。