承载力大、可靠性高以及轻量化是航空航天、核工业以及军工等高端装备关键构件所必须具备的。钛合金具有耐腐蚀性强、比强度高、耐热性好与密度低等特点,已成为研究热点。目前,针对Ti-6Al-4V合金,通过控制热处理及变形参数获得合理分布的三态组织的研究甚少,因此亟需开展该问题的研究。本文以粉末体热等静压态Ti-6Al-4V合金作为研究对象,首先,研究不同的热处理参数（温度和时间）对其显微组织的影响;其次,采用Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压态Ti-6Al-4V钛合金进行热变形试验,研究不同变形工艺参数（变形温度、应变速率与变形道次）对其显微组织演变规律的影响;最后,对热变形后的合金,分别进行固溶处理与时效处理试验,研究不同变形参数变形后的合金经过热处理的组织演变规律。结果表明:热等静压态合金在同一固溶条件下,当时效处理为空冷,时效时间为4h时,随着时效温度从520℃升高至560℃时,片层α组织粗化,等轴α含量增多,晶粒尺寸变大;当时效温度一定时,随着时效时间的增长,等轴α相消失,片层状次生α相含量增多。当时效处理为快速水冷,时效时间为4h时,板条状次生α相随着温度的升高略有减少;而随着时效时间增长为6h时,出现等轴α相,并且随着温度升高,板条状α相含量降低,以次生条状的α相与等轴α为主。单道次热压缩变形时,当温度低于900℃时,层片状α相发生球化或动态再结晶,得到均匀等轴的细小组织;高于950℃时,变形后淬火组织以均匀等轴β晶粒与板条马氏体组成,具有典型的β相区变形特征,晶粒内有交叉排列的短片层α相,β转变组织形成交错的网篮结构并具有特定的取向关系;在900℃⁹50℃时,随着应变速率增大,动态再结晶体积分数降低,晶粒内α相细化,当应变速率过大时,变形后组织以拉长的未再结晶粗大β晶粒为主。多道次降温热压缩变形时,变形淬火后晶内主要由针状马氏体与板条状马氏体组成。一道次由于变形量较小,晶粒主要表现为原始粗大的多边形形状;因为变形温度为1050℃,属于单相区变形,其变形机制主要以动态回复为主。但是当应变速率较低时(≤0.001s^-1),少量β相发生动态再结晶,这是因为变形时间较长,促使晶内组织发生粗化,晶粒尺寸增大,并聚集生成再结晶晶粒;随着应变速率的增大,晶粒尺寸不均匀程度增大。二道次变形时,由于变形量增大,当应变速率为0.001s^-1时,晶粒为压扁的多边形形状;随着应变速率增大为0.01s^-1与0.1s^-1时,动态再结晶晶粒相较于一道次变形增多;当应变速率为1s^-1与5s^-1时,组织呈现出明显的条带状。三道次压缩变形,在不同的应变速率下组织形貌均呈现为条带状;变形后淬火组织以β晶粒与马氏体组成,晶粒内有交叉排列的短片层α相。由于每道次的变形量较小,随应变速率的增大,相比于单道次再结晶组织表现不均匀。应变速率为0.1s^-1时,合金经过950℃→850℃多道次降温变形后再通过固溶处理,获得由等轴α相+少量条状α相+少量次生α相组成的三态组织。应变速率为0.001s^-1时合金经过1050℃恒温热变形后固溶处理,获得条状α相+β_转相+短棒状α相组成的三态组织形貌。当热变形温度为恒温900℃,应变速率为0.1s^-1时,变形后的合金经过固溶-时效处理后局部获得三态组织,即:等轴α相+次生条状α相+β_转相。通过950℃→850℃降温热变形,应变速率为0.1s^-1变形后的合金经过固溶-时效处理后获得较好的三态组织:等轴α相+次生条状α相+β_转相。