钛合金密度低,比强度高,耐腐蚀性好,是良好的耐热材料和低温材料。20世纪以来,我国航空航天事业发展与日俱进,与之相关的钛合金的研制和应用也获得了快速发展,钛加工零件大量地应用于交通、医疗、航空、航天、海洋、建筑等领域。然而,钛合金强度较高,在常温下变形困难,需要较大应力。而热成形中加热装置、耐热模具、高温下的润滑等问题难以解决。振动辅助成形是降低金属成形过程中流动应力、提高表面质量的有效方法,包括超声振动和低频振动。目前已有学者将超声振动应用于焊接、轧制、拉拔等工艺。但是由于超声振动设备的复杂性和承载能力的限制性,其工业应用受到很多阻碍。近年来发展的低频振动辅助加工技术具有与超声振动类似的优势。并且,伺服压力机技术的发展使得低频振动具有较高的承载能力,是高强度合金在室温下塑性变形的潜在途径。因此,在钛及钛合金产品加工过程中应用低频振动塑性成形技术,可以提高钛合金的成形能力,进一步推进钛合金的应用和发展。本文将低频振动应用于钛合金大变形过程中,可以降低成形载荷,提高变形均匀性,从而降低裂纹形成概率,有利于完善低频振动对金属材料塑性变形行为影响机理和促进钛合金的工业应用。本文选用TA2纯钛和Ti45Nb钛合金作为研究对象,针对以上问题,进行了低频辅助压缩试验。TA2和Ti45Nb具有不同的晶体结构,本文研究了低频振动对不同结构材料的塑性变形行为影响。首先,本试验使用伺服压力机进行低频振动辅助压缩试验,分析了不同振动频率和幅度对钛合金流动应力的影响规律,并对变形过程中的温度变化进行了观察。利用材料微观表征测试（光学显微镜、电子背散射衍射）结果,对有/无振动变形后试样的晶粒形状、孪晶尺寸和数量、大小角晶界和晶粒取向等进行了分析。通过对试样的表面轮廓、表面形貌和粗糙度、微观组织、硬度等进行测量和观察,研究低频振动对材料摩擦系数和表面成形质量的影响。低频振动可以显著降低TA2纯钛和Ti45Nb钛合金变形过程中的流动应力,且下降幅度与振幅和频率有关。振幅和频率越高,应力下降效果越明显。流动应力降低的主要原因是应力叠加效应和声软化效应,与温度无关。由于孪生所需临界切应力比滑移大的多,与TA2纯钛相比,低频振动对Ti45Nb的软化作用更加明显,应力下降幅度更大。本文通过对压缩试样整体和不同区域内微观组织的观察和分析以为,低频振动增加了材料的变形程度,使变形更加均匀。在TA2压缩过程中,低频振动促进了孪晶变形,提高位错密度,细化晶粒,从而增加了整个材料的变形程度;在Ti45Nb压缩试验中,低频振动试样与静压缩试样相比,小变形区的面积减小,各变形区域之间的差异减小,在变形量较大的区域晶粒内部小角度晶界数目增加,晶粒旋转。除此之外,在表面摩擦方面,低频振动可以显著降低试样表面的摩擦系数,且下降幅度随着振幅和频率的增大而增加。低频振动还可以改善表面质量,使试样表面硬度增大,粗糙度减小,表层晶粒细化,且振幅和频率越大,这种改善效果越明显。由于振动能量从上到下传播过程中存在损失,上表面减摩效果明显优于下表面。