在热等静压（HIP）过程中,由于复杂的热-机耦合问题和合金粉末体的非致密化,导致压坯的初始设计形状和尺寸与HIP压制后的形状和尺寸存在少量偏差,如何精准控型成为HIP工艺实施的关键和难点之一。由于压坯整体收缩比例较大,同时伴随不规则变形,因此通过数值模拟方法,预测HIP过程中包套的变形和压坯的致密化过程,为包套结构的优化提供依据显得至关重要。然而实现复杂结构压坯的数值模拟分析,仍需在多孔体材料的本构模型、材料热物性参数和有限元方程求解等方面进行深入系统的研究。本文以Ti6Al4V合金粉末为基体,采用HIP技术成形单型芯零件和复杂结构零件,利用有限元法分析压坯的变形,并通过实验从力学性能和压坯尺寸两方面对单型芯零件进行了验证。在多孔体材料连续介质塑性理论的基础上,本文采用Shima-Oyane模型描述HIP过程中压坯的流变行为,模型引入静水压力修正因子γ和应力偏张量修正因子β两个与相对密度相关的参数,描述致密度和孔隙率对本构方程的影响。此外,由于HIP过程中伴随着蠕变现象,模型中还引入修正后的Maxwell幂律蠕变模型,描述合金粉末体的粘塑性流变行为。通过HIP中断实验,得到不同致密度下的压坯,然后在高温下进行单轴压缩实验,利用最小二乘法拟合得到所需的参数γ和β,并分别计算它们的系数b₁、b₂、b₃、b₄和q₁、q₂、q₃、q₄,在此基础上建立了Ti6Al4V粉末合金蠕变后的等效应力与等效应变速率的方程。本文选择高级非线性有限元软件MSC.MARC进行数值模拟分析,分别研究了一个型芯压坯和多型芯压坯的包套变形及致密化过程。单型芯模型的模拟结果表明:压坯在径向的尺寸大于试验尺寸,而轴向反之。沿径向的最大相对误差为3.4%,沿轴向的最大相对误差为1.8%。通过试验得到HIP压坯的平均相对密度为98.8%,数值模拟压坯的平均相对密度为95.57%,误差为3.23%,数值模拟结果与试验结果基本吻合。多型芯模型的模拟结果表明:模拟结果与试验结果的误差较小,其中模拟尺寸均大于试验尺寸,且最大变形误差为4.7%,压坯的相对密度在93.6%⁹7.8%之间,并未达到全致密的状态。通过以上结果可知,HIP过程中利用数值模拟进行分析,可以准确地预测包套变形和合金粉末体的致密化过程,为热等静压-近净成型（NNS-HIP）零部件作指导。对HIP成形Ti6Al4V单型芯制件的室温力学性能进行分析,结果表明:HIP制备的零部件组织均匀细小,α+β相呈典型的条状分布,组织中并未发现杂质,孔洞及其他缺陷。室温拉伸结果显示,HIP-1和HIP-2的延伸率分别为16.45%和17.20%,断面收缩率分别为39.62%和35.72%,延伸率和收缩率均超过了ASTM规定的铸件水平。而且该工艺下压坯的力学性能高于Ti6Al4V铸件的水平(抗拉强度σ_b为890MPa,屈服极限σ_0.2为825MPa),并与同规模Ti6Al4V锻件(抗拉强度σ_b为930MPa,屈服极限σ_0.2为860MPa)的力学性能相当。