钛合金是极其重要的轻质结构材料，具有良好的耐热性能和低温性能，同时具有高比强度、耐腐蚀性能好等突出优点。TA15合金具有良好的超塑性，且应变速率对其超塑性有显著影响。钛合金超塑性成形是近年来发展起来的一项新技术，利用材料在超塑性状态下变形抗力小，从而降低设备吨位，并能将形状复杂、尺寸精度高的零件一次加工成型。TA15合金可锻温度范围窄，成形载荷大，成形过程易局部过热。研究过程中，采用有限元法对其超塑性等温锻造过程进行模拟，为确定最佳工艺参数和可能产生的缺陷提供理论依据。本文在最大m值法、恒应变速率法超塑性研究基础上，提出了最佳变形速率超塑性成形方法，并在VB6.0环境下设计了相关控制程序，该程序能够对实验过程进行监控，自动采集、分析和处理实验数据，并保证精度。在变形温度900℃时，对TA15合金超塑性进行了研究。结果表明，由最大m值法分析所得的最佳应变速率可信度较高。TA15合金最佳变形工艺参数为：=0.00026ε-1.02197，得到的最大延伸率为2167%。同样的温度下，采用最大m值法获得延伸率为1920%的超塑性。最后，将最佳变形速率法实验所得的应力-应变曲线输入到有限元模拟软件中，对TA15飞机隔框锻件的等温锻造、超塑性等温锻造过程进行模拟。研究了不同工艺方案下成形载荷以及等效应力、等效应变的变化。结果表明，等温锻造和超塑性等温锻造对应的载荷峰值吨位分别为18293t、2485t；超塑性等温锻造有利于降低变形体内等效应力，有利于等效应变均匀分布。