本文以TC4、TC11、TC17三种钛合金为对象，系统分析了应变速率、变形温度等热变形参数对其热流变行为的影响。采用多种微观分析方法对三种钛合金的组织演变规律及再结晶机制进行了深入研究。此外，通过对变形和未变形试样的对比研究，进一步探讨热变形对钛合金冷却转变组织的作用机理。应力-应变曲线分析结果表明：TC4、TC11、TC17钛合金真应力受温度和应变速率的影响明显。应力值随着应变速率的增加和变形温度的降低而增加。但是每种材料又有各自的特点：其中TC4和TC11钛合金Tβ转变点以下，应变速率对应力影响显著。组织分析表明：对于TC4和TC11钛合金，α+β两相区变形时，淬火组织中存在等轴的初生α相，且初生α相体积分数随温度的升高而降低。同时，在α+β两相区高温区变形时，初生α相体积分数对应变速率也比较敏感；β单相区变形时，β晶粒被压缩拉长，并伴随明显的再结晶晶粒。此外，在随后的冷却转变过程中，TC4和TC11钛合金中均有针状的马氏体组织生成。对于TC17钛合金，尽管是在单一β相区变形，但是在900oC和950oC变形时，仍有初生α相残留；当变形温度＞950oC时，β晶粒发生明显的再结晶。其中1000oC变形时，以连续动态再结晶(CDRX)为主；1050oC和1100oC变形时，CDRX和不连续动态再结晶(DDRX)均有发生。热变形对钛合金冷却转变组织的作用主要体现在：一方面，热变形加快了初生α相的回溶转变。另一方面，热变形导致冷却过程中次生α相的形核位置及形貌发生变化。此外，通过精修XRD谱中分裂的α相衍射峰，证明热变形的TC11合金淬火组织中存在α相。