亚稳β钛合金具有高比强度、低弹性模量、良好的抗腐蚀性等优点,且通过热处理可获得良好的强度-塑性-韧性匹配,因此被广泛用于航空航天工业中。然而,热加工过程中的晶粒粗化制约着该类合金力学性能的进一步提高。本文以一种新型亚稳β钛合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe为研究对象,通过热压缩实验、电子背散射衍射（EBSD）分析、透射电子显微镜（TEM）观察,研究其在不同工艺参数下的热变形行为及热变形中β晶粒演变,以期对该合金热变形工艺窗口的确定以及晶粒尺寸优化提供参考。通过分析热变形过程的真应力—真应变曲线可知,流变应力受变形温度和应变速率的影响显著,随变形温度升高和应变速率降低,流变应力显著降低。分别在α+β相区和β相区构建了热变形本构方程,误差分析结果证明本构方程对于流变应力的预测具有较高的精度。根据动态材料模型和Prasad失稳准则,建立了合金的热加工图,确定了合金的流变失稳区域以及适合合金加工的区域。在α+β相区进行热变形时,α相对位错运动形成阻碍,进而影响了β晶粒的动态再结晶行为;随变形温度升高,α相的数量减少,其对β晶粒动态再结晶的影响减小。在变形温度为700℃时,原始β晶粒内部主要发生动态回复并形成亚晶,在晶界处发生动态再结晶并形成高取向差的动态再结晶晶粒。在变形温度为750℃时,随应变速率的升高,合金的软化机制由动态回复转变为动态再结晶。在变形温度为800℃时,合金出现明显动态再结晶现象,当应变速率为0.0005 s-1时,再结晶晶粒形成于β晶界附近同时也形成于晶粒内部,为连续动态再结晶和不连续动态再结晶的混合机制,对原始β晶粒的细化最明显。在β相区进行热变形时,当变形温度为850℃和900℃时合金均发生了动态再结晶;当应变速率为0.005 s-1时,合金的动态再结晶程度相对较高,但变形温度为较高的900℃时,再结晶晶粒充分长大;变形温度为850℃、应变速率为0.005 s-1时合金对β晶粒的细化效果相对较好。