Ti-Nb合金因其具有较低的弹性模量、良好的形状记忆效应、优异的生物相容性能并兼具突出的耐磨性以及抗腐蚀性能,被应用于人造关节和连接人体骨或关节的螺钉等医用植入物。本文通过Gleeble-3500型热模拟设备和FL7500金相显微镜对Ti-Nb合金分别进行热压缩实验和金相组织实验。从流动应力曲线、热变形激活能、本构关系和加工图来探究Ti-Nb合金的高温变形行为以及热加工工艺,为该合金的高温变形模拟、热变形工艺的改善以及组织性能的提升等方面提供理论依据。本文基于实验数据值,绘制出不同变形条件下Ti-Nb合金的流变应力曲线,还计算出应变为0.3、0.6、0.9和1.2时该合金的热变形激活能值以及构建了相应应变下的热变形激活能图。结果表明:Ti-Nb合金的流变应力会随着应变速率的减小或变形温度的升高而降低,同时其流变曲线都呈现出动态回复特征;Ti-Nb合金的热变形激活能值基本上不受应变和变形温度的影响,但会随着应变速率的降低而增加;在上述四个应变下,Ti-Nb合金的平均热变形激活能值都要高于β钛合金的自扩散激活能值,即热变形的过程中可能发生了动态再结晶行为,同时在形核以及核长大过程中可能受到Nb原子的自扩散控制和被Nb原子钉扎。同时,本文构建了传统的Arrhenius应变补偿本构模型及其简化本构模型,还建立了传统的应变补偿物理基本构模型及其修正、简化本构模型。综合考虑相关系数（R）、平均相对误差值（ARE）和绝对误差值（AE）的计算结果以及构建本构模型的工作量,发现简化的Arrhenius应变补偿本构模型和简化的物理基本构模型都可以较好的预测Ti-Nb合金的流动应力,同时两者的构建过程都简单、高效,其中物理基本构模型还具有物理和冶金意义,因此在工程应用中可优先采用简化的物理基本构模型来预测Ti-Nb合金的应力值。最后,本文根据Prasad和Murty准则的动态材料模型（DMM）以及极性交互模型（PRM）绘制了Ti-Nb合金在应变为0.3、0.6、0.9和1.2条件下的三种加工图,再结合金相组织,发现Prasad准则的DMM加工图最适合用于优化Ti-Nb合金的热加工工艺参数。其中,Prasad和Murty准则的DMM加工图对该合金稳定区域的预测最为准确,Prasad准则的DMM加工图和PRM加工图在该合金失稳区域的预测能力都非常突出。结果表明:Ti-Nb合金的最优加工区域范围为变形温度880～940℃、应变速率10-2～10-1 s-1;在失稳区域中,该合金的失稳方式以机械失稳为主;在稳定区域中,该合金的主要变形机制为动态回复和动态再结晶。