钛合金大型铸锭内部往往存在着严重的缺陷,且在开坯锻造时坯料表面质量及开坯参数的选择难以控制和决定。因此,对其开坯工艺的研究具有重要的意义。本文研究了铸态TC21钛合金的高温变形行为,建立本构关系模型,利用有限元软件DEFORM-3D分别对TC21钛合金大型铸锭镦粗成饼坯的过程以及圆截面铸锭拔长至矩形截面锻件的过程进行了数值模拟,揭示开坯工艺参数对开坯质量的影响规律,以期为实际生产中开坯锻造工艺的制定提供理论依据和指导。本文的研究内容和结论如下：(1)研究了铸态TC21钛合金的高温变形行为,建立了本构关系模型,为TC21钛合金大型铸锭开坯锻造过程的有限元模拟提供材料模型。(2)对铸锭镦粗成饼坯的高温锻造开坯过程进行了数值模拟,研究了两步锻造时不同的变形量组合和端面摩擦系数对饼坯中等效应变场和断裂因子分布状态的影响,得出了在最佳应变量组合下,锻后饼坯中的应变均匀性高,均匀变形区面积大,断裂因子数值最小。(3)对初始圆截面坯料拔长至矩形截面锻件的过程进行了数值模拟,研究了在该拔长过程中不同的圆角半径、接砧量及压下量对锻件表面成形质量和锻件形状的影响规律,优化出最佳工艺参数,以获得良好的锻件成形质量和形状,为后续拔长做准备。(4)对平砧拔长矩形截面锻件的过程进行了数值模拟,研究了在该拔长过程中上下砧宽、压下量方案、错砧方案对锻件内部质量(锻件心部孔洞闭合效果和锻件内部等效应变分布状态)的影响规律,得出：砧宽比为0.6时,锻件心部孔洞闭合效果较好；每次压下量基本一致的压下量方案结合每一工序都错1/2砧的错砧方案时,能获得内部质量较好的锻件。