运用有限元技术模拟了两辊斜轧穿孔法制备Ti80合金无缝管坯的三维热力耦合过程。仿真结果能动态显示坯料从咬入到稳定穿孔再到穿出三个阶段复杂的塑性成形过程,并能辅助分析中心孔腔的形成机理以及坯料在穿孔阶段各物理场量的分布。结果表明:坯料刚接触顶头时,中心金属存在明显塑性变形,结合中心线上的应力状态为(+, -, +),判断中心孔腔的形成为拉应力下的塑性开裂。在穿孔过程中,应变分布沿轴向呈U1+W+2U2,沿径向为片层状,最终毛管等效应变可达5-11;坯料外表面与导盘接触区的应变速率为0.71~3.6s-1,而与轧辊接触区高达4.6~26s-1,大的应变速率有助于塑性成形过程;顶头前坯料温度最高,与穿孔工具接触的区域温度略有降低,但都处于单相区。基于有限元优化的工艺条件,在实验轧机上顺利穿制出Ti80合金无缝管坯,其显微组织展现为单一的魏氏组织形态,且由于变形剧烈,从外表面到中间层再到内表面均为等轴细小的β动态再结晶晶粒;力学性能测试表明穿孔管坯强度和塑性均满足指标要求。