近年来,随着社会科技的飞速发展,钛合金作为一种性能优异且发展前景巨大的轻质合金材料。其具有比强度高、耐化学腐蚀、密度低、低温性好以及热强度高等诸多优点,在航空航天、汽车制造、舰船、核能以及化工等领域中得到了广泛应用。但是,在钛合金的锻造生产过程中,特别是钛合金开坯锻造的工艺制定阶段,依然采用人工反复试验修正的方法来优化其工艺流程,这难以满足现代科技生产中要求的高效、节约、优质的目标。而且,由于钛合金属于难变形金属,在锻造过程中其变形抗力大,心部组织难以完全锻透,最终导致组织不均匀,性能不稳定,严重制约其成品质量。因此,为了更好了解钛合金热塑性变形行为以及机制,预测钛合金心部组织的动静态再结晶情况。以此来评判该材料在锻造开坯过程中的锻透性情况,为实际开坯锻造生产的工艺制定以及优化提供帮助。本文以铸态TC21钛合金为研究对象,通过采用热模拟压缩实验,详细且系统研究了铸态TC21钛合金的热变形行为;在此基础上,对热模拟压缩试样进行了热处理实验,提取了其心部的动静态再结晶体积分数,构建了以动静态再结晶动力学曲线为依据的铸态TC21钛合金动静态再结晶预测模型,并采用DEFORM-3D软件进行了模拟验证以及相关分析。具体研究内容如下:(1)通过Gleeble热模拟压缩实验,得到不同变形条件下的流动应力-应变曲线,分析了该合金的热变形行为;同时建立了该材料的本构模型、应变速率敏感性指数以及应变硬化指数;最后绘制铸态TC21钛合金的热加工图,分析了该合金的流变失稳现象。(2)将经过热模拟压缩实验的试样进行热处理实验,利用多种手段提取出不同变形条件下的动静态再结晶体积分数,绘制了铸态TC21钛合金的再结晶动力学曲线,并以此为基础,构建了铸态TC21钛合金的动静态再结晶预测模型。(3)对DEFORM-3D软件进行了二次编程开发,使其具备了动静态再结晶体积分数的模拟功能。(4)采用DEFORM-3D软件对铸态TC21钛合金的动静态再结晶模型进行模拟验证,并与实验结果进行比对,分析了其可靠性以及准确性,希望对实际生产提供一定的帮助;最后,具体分析某一特定变形条件下的热压缩模拟过程,对钛合金的开坯锻造工艺制定具有一定的借鉴意义。