本论文以六方结构(HCP)高纯金属钛为研究对象，在低-中变形量下进行动态压缩变形试验，应变速率为~103 s-1。采用多种材料表征与分析测试技术，系统研究高纯金属钛在该变形条件下的微观组织演变和孪晶界面精细结构。通过对各种形变孪生百分含量进行定量表征，研究形变孪生对协调高纯金属钛动态压缩变形及细化原始晶粒的重要作用；同时，结合微观组织演变特征和宏观织构演变规律，系统研究不同应变阶段位错和孪生这两种主要变形机制对宏观织构的影响。对变形组织中出现的{101?2}和{112?2}形变孪晶界面进行精细原子尺度表征，研究在原子尺度下形变孪晶界面缺陷和界面演变特征。并对变形组织中{112?2}和{112?4}压缩孪晶的形貌特征、取向关系、孪晶反应界面和原子尺度下孪晶界面特征进行了研究。此外，为比较与低应变速率变形的差别，对相同变形量下的准静态压缩(应变速率为~10-3 s-1)样品进行了相关组织表征和显微硬度测试。主要得出以下结论：　　①在动态压缩变形变形量为10%变形组织中发现少量二次孪生，它们分别是：{101?2}-{112?2}和{112?2}-{101?2}孪晶。随着变形量的增加，晶粒内部通过孪晶与孪晶，孪晶与位错以及位错与位错之间的交互作用，使平均晶粒尺寸从原始尺寸~14μm降至~1.3μm（40%变形量）。变形初期，形变孪晶以{112?2}孪晶为主；当变形量达到20%后，{101?2}孪晶的百分含量大幅增加，转变成为主要的形变孪生模式。　　②在宏观织构演变过程中，孪生改变晶粒内部的部分取向，进一步促进晶粒内部的位错滑移。新形成的[0001] TD织构组分主要归因于{112?2}一次孪晶在变形初期大量形成。随着变形量的增加，主要的变形模式由形变孪生向位错滑移转变。激发具有?c+a?柏氏矢量的位错滑移来补偿协调沿c轴的应变。在变形量为40%时，?a?滑移、?c+a?滑移和{112?2}-{101?2}二次孪晶的共同作用，形成了强烈的基面织构。　　③动态压缩样品和静态压缩样品的显微硬度均随着变形量的增加而增加，但在同等变形程度下，动态压缩样品的显微硬度比静态压缩样品的显微硬度更高。这两种变形样品在显微硬度上存在差别的主要原因是，在同等变形量下，动态压缩变形比静态压缩变形能激发更多的形变孪生模式和孪晶数量。形变孪生模式和孪晶数量的同时增加，使动态压缩变形样品的孪晶界百分含量高于静态压缩变形。孪晶界阻碍位错运动，减小位错运动距离，提高力学性能。　　④在高纯金属钛动态压缩变形的孪生模式中，{112?4}压缩孪晶总是伴随着{112?2}压缩孪晶，没有单独存在的{112?2}孪晶。取向分析表明，{112?2}和{112?4}孪晶之间存在四种取向关系，由{112?2}孪晶诱发的{112?4}孪晶与同一个晶粒中的{112?2}孪晶变体具有相同的转轴。根据晶体对称性及相同晶粒中{112?2}和{112?4}孪晶之间的取向关系，{112?2}-{112?4}孪晶反应可形成四种不同类型的孪晶反应界面。仅当{112?2}和{112?4}孪晶沿着同一个转轴及相同旋转方向时，{112?2}-{112?4}孪晶反应界面为小角度界面，其界面的取向差角为~12.4°。　　⑤对{112?2}和{112?4}孪晶界面的原子结构分析表明，{112?2}和{112?4}孪晶界面上均存在小台阶。{112?2}孪晶界面上的小台阶满足(0002)基体||{112?2}孪晶(basal-pyramidal, B-Py)的取向关系；而{112?4}孪晶界面上的小台阶由{112?1}基体||(0002)孪晶(pyramidal-basal, Py-B)构成。b3孪生位错被认为是{112?2}和{112?4}孪晶界面上的界面缺陷，促进这两种孪晶的长大过程。　　⑥在变形初期形成的完整孪晶界，随着应变的增加逐渐演变成孪晶界片段。孪晶界在40%变形量下可在孪晶界的附近形成一个畸变区。同时，孪晶和基体的取向差偏离孪晶与基体的理论取向差，且实际孪生面偏离理论孪生面。随着应变的增加，孪晶界逐渐失去其特殊的界面特征。