双相不锈钢的显微组织由奥氏体相和铁素体相组成,它兼具各自单相不锈钢的优点,有着优异的力学和化学性能,被广泛应用于工况恶劣的腐蚀环境中。然而,由于奥氏体相和铁素体相的晶体结构不同,在热加工时的变形机制、软化方式、变形抗力和塑性均存在差异,容易导致组织变形不协调,热加工性能较差,加工窗口相对较窄。工艺选择不当很容易产生缺陷,严重的会导致热轧边裂和热锻表面开裂。这些缺点阻碍了双相不锈钢的应用和发展。系统研究双相不锈钢的热变形开裂机制,并阐明其影响因素,对提高双相不锈钢的热加工工艺性能具有帮助。本文以典型的双相不锈钢AISI 2205为研究对象,进行了不同变形条件的热拉伸实验,获得了热变形过程的流变曲线;通过测量试样断面收缩率,分析了变形条件与热塑性的关系;通过扫描电子显微镜和背散射电子衍射分析对裂纹萌生位置和扩展路径进行了观察,获得了变形组织的晶体学信息;根据双相不锈钢的高温组织形貌建立了有限元模型,进行了数值模拟并与物理实验结果进行了对比。主要研究工作和结论如下:（1）应变速率一定时,试样在1100℃变形时的流变应力均高于1200℃时的流变应力,两组温度的变形试样均是0.5 s-1应变速率变形时的断面收缩率最高,热塑性最好。（2）两组变形温度试样变形至0.4真应变时,从0.5 s-1到0.005 s-1,应变速率越低裂纹数量越多,相同应变速率时1200℃的变形试样裂纹数量略少,但裂纹张开面积更大。裂纹大部分在相界萌生并沿着相界扩展,少部分萌生并扩展于铁素体内部,奥氏体晶界没有裂纹萌生和扩展。（3）0.05 s-1和0.005 s-1应变速率变形时热塑性较差是由于铁素体相的动态回复程度高,并且奥氏体相的动态再结晶受到抑制,两相的变形抗力差异很大;当应变速率提高到0.5 s-1时,铁素体相的动态回复受到抑制而“硬化”,奥氏体相的动态再结晶程度更高而“软化”,两相的硬度和GOS差异逐渐缩小,变形协调性得到改善,因而塑性较好。（4）建立了基于Johnson-Cook形式的奥氏体和铁素体高温变形本构方程。通过用多项式描述本构方程硬化部分并考虑应变速率和变形温度的耦合影响,对本构方程进行了改进。将改进的本构方程编写成用户硬化子程序,成功嵌入了ABAQUS有限元分析软件,调用良好。（5）为奥氏体和铁素体相选择韧性损伤准则,为两相相界选择了内聚力损伤模型。根据数值模拟结果确定了损伤参数,代入ABAQUS中进行了有限元模拟。模拟结果与物理实验观察结果吻合度较高,验证了本构模型和损伤参数的合理性。