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由于密度小、比强度高、耐腐蚀性能好,钛及钛合金被选作为一种新型石油管材。但是钛合金硬度低、耐磨性能差,在复杂的石油开采环境中,其表面极易出现腐蚀和磨损的现象。本文采用热氧化处理技术对钛合金进行表面改性,研究表明Ti6Al4V合金经过热氧化处理后表面生成Ti02氧化层,其耐磨性能和耐腐蚀性能均得到提高。本文采用DMM-400C型金相显微仪观察氧化层的截面形貌；TD-3500型X射线衍射仪(Cu靶,40KV)分析氧化层的相结构及组成；Spectum GDA750的辉光放电仪(GDS)测试氧化层的元素组成；HVS-1000型维氏显微硬度计检测氧化层的截面硬度。利用CS350电化学测试系统分别在30℃和60℃的条件下对Ti6Al4V基体和改性层在CO2饱和模拟油田采出液中的腐蚀行为进行考察；并在不同载荷10N和20N下,采用MFT-R4000往复摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,利用WIVS白光干涉三维测量仪研究其表面改性层在干摩擦条件下的常温摩擦学性能,对比分析了不同工艺参数下热氧化处理Ti6Al4V合金的磨损性能。通过以上研究得出如下结论：1、经过同一时间10h不同温度600℃-750℃热氧化处理后在Ti6A14V合金表面发现有不同厚度的氧化层生成,氧化层主要由金红石相和氧扩散相Ti(Ti(O))相组成,且表面硬度有所增加。2、实验温度为30℃和60℃时,在C02饱和模拟油田采出液中,研究对比了经过不同温度热氧化处理的Ti6Al4V合金和基体Ti6Al4V合金的电化学腐蚀行为。结果发现：经过热氧化处理的Ti6Al4V合金在CO2饱和模拟油田采出液中的腐蚀电位均高于未处理的,而钝化电流均小于未处理的,其中,钝化电流最小的分别为：675℃和650℃,都比基体低两个数量级。说明经过热氧化处理后Ti6Al4V合金更难被腐蚀且腐蚀速率变小,耐腐蚀性能得到提高,并且分别在675℃和650℃耐腐蚀性能最好。3、在不同载荷10N和20N下,采用往复摩擦磨损试验机研究其表面改性层的摩擦磨损性能,结果表明：经过热氧化处理工艺的Ti6Al4V合金表面的摩擦系数均没有明显降低,根据磨损失重及磨损,TO处理后Ti6Al4V合金的耐磨性能均得到提高,并且都在700℃时磨损率最低,失重最少,说明在700℃/10h工艺条件下进行热氧化处理时Ti6Al4V合金的耐磨性能最好。