难熔金属钨及其合金由于其优良的综合性能被广泛应用于航空航天、国防军工、核聚变等领域。现阶段纯钨材料多采用粉末烧结工艺制备,由于制备工艺的局限性,最终的钨产品往往存在致密度较低、室温条件下塑性很差、韧脆性转变温度较高等系列问题,这很大程度上制约了钨的应用。多向压缩工艺（MDC）具有强烈的致密组织和细化晶粒的能力,能够达到有效降低组织缺陷的目的,且由于操作过程简单、成本低,可直接应用于大批量制备块体细晶材料。另外在纯钨变形过程中发现相转变的现象较为稀少,由变形引起纯钨的相变过程尚不清楚,因此基于纯钨MDC变形,研究变形过程中纯钨的组织演变和相变过程具有重要的研究意义和工程意义。本文基于大塑性变形理论,在900℃下对烧结态纯钨进行不同工艺参数的等温多向压缩变形实验。通过金相观察、XRD衍射分析及TEM技术从不同尺度研究了不同变形参数对于纯钨材料的亚结构等显微组织的影响,并通过显微硬度测试验证变形后组织的强韧化提升效果。结果表明:随着多向压缩变形的进行,试样内部累积应变量不断增大,组织逐渐细化,纯钨的显微硬度值提高明显,最大为549 HV;组织内部位错密度明显增高,由初始样中1.15×1014m-2最大增至3.17×1014m-2,且变形后期试样中的微观应变和位错密度有一定的回落,主要与纯钨在变形过程中发生相变有关。基于XRD和TEM测试结果结合原子点阵模型,对纯钨相变提出新的相变路径:满足（011）bcc//（111）fcc;[111]bcc//[101]fcc位向关系,结合两种经典相变路径,纯钨按照混合的三种相变路径的方式交替进行相转变。对纯钨变形前后试样进行热扩散系数测定并结合材料微观组织演化特点,分别讨论了MDC变形和纯钨相变对于材料热扩散系数的影响规律。结果表明:纯钨经过MDC变形后,在高温条件下的热学性能得到明显改善。40%下压量3道次变形试样在高温1000℃下的热扩散系数最优为41.711mm~2/s,这是材料中的宏微观缺陷（孔隙、位错等）共同作用的结果;纯钨相变的发生对于材料的热扩散有明显消极影响,纯钨相变过程中伴随着价电子的定向迁移,且转变生成的fcc-W金属键合特性会变得更加趋向于共价化,材料中可作为热载流子的电子减少,极大削弱了材料中运输热量的效率。