对比研究了退火温度、冷却方式及等温退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:当在800~840℃退火空冷后,合金为等轴组织,强度随着温度增加而缓慢下降。当在880℃退火空冷后,β相中有次生α相析出,演变为双态组织,此时合金强度最大,但塑性稍低。随着退火温度继续升高,组织明显粗化,合金强度下降,超过相变点温度后,组织演变为细针状魏氏组织,强度有所提高,但塑性明显下降。当在800?1000℃退火炉冷后,组织演变和空冷试样有两处明显不同:首先,在相变点温度以下,形成双态组织的退火温度高于空冷样品,且β相中没有明显的次生α相析出;其次,在相变点温度以上,合金为层片状魏氏组织。炉冷样品的强度随退火温度增加而单调下降,塑性变化和空冷样品趋势一致,此外冲击韧性在880℃处理时最大。等温退火(880℃,2 h,炉冷到650℃,2h,空冷)样品的力学性能与880℃退火炉冷后相近,强度、塑性和冲击韧性匹配较好。