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模具行业的快速发展及高效率高精度的生产需求对模具材料的综合性能提出了更高的要求。4Cr5MoSiV1钢作为一种典型的热作模具钢,性能优异,应用广泛,但随着制件要求的提高,服役条件的更加苛刻,该材料在服役过程中会出现塑性变形、开裂和热磨损等失效形式。钛微合金化技术能够有效改善钢铁材料的综合力学性能,在新钢材开发研究中的应用越来越广泛,但在热作模具钢中的研究缺少相关文献报道。本文在4Cr5MoSiV1钢成分的基础上,选择钛微合金化技术,通过JMatPro软件进行4Cr5MoSiV1Ti钢的成分设计,根据计算结果,熔炼制备钛微合金化热作模具钢。通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）探究钛含量对4Cr5MoSiV1Ti钢显微组织及碳化物的影响,探究钛含量对4Cr5MoSiV1Ti钢力学性能和回火稳定性的影响。优选出Ti元素在4Cr5MoSiV1钢中较优的添加量,随后对优选成分后的4Cr5MoSiV1Ti钢进行变形温度9501150℃,应变速率0.0110 s-1的高温热压缩实验,分析其变形机制、高温变形组织及失稳特征,建立4Cr5MoSiV1Ti钢的高温热变形本构方程及热加工图。研究结论如下:1.JMatPro软件模拟计算结果显示:4Cr5MoSiV1钢和4Cr5MoSiV1Ti钢回火过程中都存在M23C6、M2（C,N）、M（C,N）、M6C等多种析出相,其中M23C6和M2（C,N）碳化物体积分数最多,为主要析出相,其余相均在0.100%以下;添加Ti元素质量分数的合适范围为0%～0.600%,在此范围内淬回火后析出得到的碳化物细小,对4Cr5MoSiV1Ti钢强硬度的提高有积极作用。2.4Cr5MoSiV1Ti钢经过1040℃淬火+600℃′2 h+580℃′2 h回火的热处理工艺后,其强硬度和塑性随着Ti含量的增加先升高后降低,4Cr5MoSiV1Ti钢断面收缩率和断后延伸率均比4Cr5MoSiV1钢高。实验范围内Ti质量分数为0.127%时,4Cr5MoSiV1Ti钢力学性能提升最佳。当Ti质量分数为0.127%时,4Cr5MoSiV1Ti钢室温抗拉强度达到1788 MPa,较4Cr5MoSiV1钢提高了264MPa;硬度达到51.5 HRC,较4Cr5MoSiV1钢提高了3.7 HRC;断面收缩率由4Cr5MoSiV1钢的35.0%提升到47.0%。3.Ti质量分数为0.127%时,4Cr5MoSiV1Ti钢微观组织为回火屈氏体和回火索氏体混合组织,回火马氏体板条束相比未加钛的4Cr5MoSiV1钢更为细小,合金元素Ti起到了细化回火马氏体的效果。组织中析出碳化物主要为富含Cr的M23C6和M7C3、V2C的硬质型碳化物,还存在富含Mo的MC、M2C、M3C2型碳化物,存在多种硬质型碳化物。4.微量元素Ti在质量分数为0.044%和0.127%时提高了4Cr5MoSiV1钢640℃以下的回火稳定性,且在高温（700℃）回火后,Ti元素的加入均提高了4Cr5MoSiV1钢的高温回火硬度。5.4Cr5MoSiV1Ti（0.127%）钢为温度和应变速率敏感材料,在应变速率为10s-1时存在多峰值流变曲线。4Cr5MoSiV1Ti钢的热变形激活能为560.49 k J/mol,稳定热加工安全区为:变形温度10801150℃、应变速率0.011 s-1。