随着近年来航空航天工业的迅猛发展,对钛合金板带材需求量急剧攀升,特别是对综合性能较好的TC4合金板带材需求量巨大。但是由于TC4合金在室温轧制过程中具有流动应力大,强度高、冷变形易开裂等特点,使得正常TC4板材在室温轧制生产中单道次压下量需小于20%,同时在轧制前后还需进行退火处理,这种生产方式严重影响到生产效率和成型板材的质量。本文针对现阶段TC4合金板材室温轧制变形难及繁琐的轧制生产工艺现象,提出了运用钛合金热氢处理技术来提高TC4合金室温轧制性能的方法。本文先对TC4合金热氢处理工艺(氢化温度、保温时间及稳定氢压)进行了系统的研究,结合合金在不同工艺下的吸氢量和合金的组织演变,得出氢处理工艺参数对TC4合金吸氢规律的影响。最后对不同氢含量的TC4合金试样进行OM、SEM、XRD、TEM分析,结合试样的显微硬度和室温轧制性能变化规律,研究了TC4合金热氢处理过程中的显微组织变化、相组成及其含量变化、氢化物生成等演变规律,获得TC4合金室温轧制变形的最佳热氢处理工艺参数。此外,还对TC4合金试样进行退火处理和置氢TC4合金试样的除氢工艺研究,研究了退火温度对其组织性能变化的影响和除氢工艺对TC4合金除氢效果及微观组织形貌的影响。实验结果表明:在TC4合金热氢处理工艺的研究中发现,氢化温度在750℃时,合金组织中相变明显且未发生明显粗化现象,同时合金具有较高的吸氢速率。在750℃氢化温度下,置氢保温时间为90min时,TC4合金组织氢分布均匀,宏观无明显浓度梯度,且晶粒无明显粗化。置氢TC4-xH合金中,随合金氢含量的增加,合金中相含量逐渐减少,相含量逐渐增多。同时在合金内部生成~′、~″和相,并且随着氢含量增加~′相含量逐渐减少,~″和相含量逐渐增多。对不同氢含量的TC4-xH合金轧制时发现,随着氢含量增加,合金的室温轧制极限变形率先增加后降低。在氢含量为0.9wt.%时,合金的室温轧制极限变形率达到最大值,比氢含量为0wt.%的TC4合金的室温轧制极限变形率分别提高了21.12%(750℃氢化温度下)和52.42%(850℃氢化温度下)。在TC4合金退火研究时发现,随着退火温度的升高合金硬度不断下降,当退火温度为850℃时,组织发生粗化,因此本文选择的最佳退火温度为800℃。对TC4-xH合金除氢时发现,在850℃除氢1h或750℃除氢4h,合金都能除氢完全且组织不发生粗化,考虑到加工效率,本文选择最佳除氢工艺为850℃除氢1h。