深冷处理指温度在－130℃以下的冷处理，是改善材料组织性能的一种工艺，被广泛应用于工模具钢、高速钢、硬质合金以及复合材料，但关于有色合金特别是钛合金的深冷处理，国内外研究结果甚少。钛合金因具有耐蚀性好、耐热性高，比刚度、比强度高等优点，商业应用前景相当广阔。将深冷处理工艺应用于钛及钛合金是一个较为新颖的课题，研究分析深冷处理对钛及钛合金性能的影响具有一定的理论和实际意义。本论文以工业纯钛和TC4钛合金两种较为常用的钛材料为研究对象，采用液体法对其进行深冷处理(主要是深冷保温时间)研究，利用力学性能检测设备、X射线衍射仪、金相显微镜等仪器对处理前后材料的性能和组织进行了表征和分析，具体结果如下：（1）深冷处理和循环处理对纯钛的影响不是很明显，TC4钛合金显微硬度的影响趋势表现为先增高后降低,工业纯钛及TC4钛合金深冷处理超过近百小时后硬度均无大幅下降。（2）在纯钛及TC4钛合金的深冷处理中，均存在主要衍射晶面相对强度变化现象，主要变化的晶面有(100)、(002)、(101)，且针对不同的金属不同的处理过程，各晶面变化趋势不同。（3）经过深冷和热处理循环处理后，TC4的抗拉强度和弹性模量均大幅度下降，塑性有所提高。（4）经过循环处理后，TC4钛合金组织均匀性提高，材料内部晶粒发生转动，有择优取向现象产生，同时晶界出现更多的析出物和孔洞，这主要是由于深冷的冷压缩作用所引起的。