钛合金由于具有较高的比强度,耐腐蚀性能,以及良好的高温力学性能等优点被广泛应用于航空航海等领域。但由于钛合金的传统加工工艺具有较高的成本,因此兼具经济性的混合元素粉末冶金工艺正逐渐得到越来越多的关注。本文使用混合元素粉末,先利用Ti80（Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo）合金探究了传统恒温烧结工艺中温度时间参数对Ti80组织与力学性能的影响,而后利用TC4（Ti–6Al–4V）合金针对传统烧结工艺的不足提出新型氢化热循环烧结工艺对其进行了改进优化。在传统的恒温烧结工艺中,通常随着烧结温度的升高与烧结时间的增加,钛合金的致密度会提高但同时会导致β晶粒生长粗大,而相对较低的烧结温度与较短的时间虽然可以保持晶粒细小,但会导致致密化的不足,这些因素均不利于机械性能的平衡,因此需要寻求最佳的温度-时间参数组合。本文首先使用Ti H2与6Al-3Nb-2Zr-1Mo作为本次实验的初始粉末,在Ti80合金中存在Mo、Nb难扩散元素下获得了均匀的烧结组织。实验结果显示,在采用1200℃-4小时烧结工艺时,烧结后的Ti80材料获得了较低的孔隙率（1.6%）和相对细小的β晶粒（108μm）,具备了较为平衡的力学性能（抗拉强度948±12MPa,伸长率14.0±0.8%）。而Ti80合金在经过烧结后可以被进一步的热加工,以获得高致密且具有细小破碎的（α+β）组织。高致密度、细晶粒尺寸、孔隙小而规则,通常是粉末冶金材料所追求的特征,但传统恒温烧结工艺由于自身的局限性,在不经过后续加工的情况下却难以形成上述组织。因此探究一种新型烧结工艺,使材料具备高致密、细晶粒、小而规则的孔隙的组织对粉末冶金显得十分重要。本文接着提出了热循环烧结与氢化循环烧结,利用更为广泛应用的TC4合金探究了上述工艺对材料组织的影响。实验证明,在相转变点附近进行热循环烧结与氢化循环,利用材料在α（?）β间不断的相变以产生大量位错等缺陷可以加速元素的扩散并有助于修复孔隙结构,分别在1100℃-3h恒温烧结中,加入1100℃（?）850℃间5次往返热循环或中途冷却至850℃进行2次氢化循环（氢化45min,去氢30min）后钛合金组织得到了良好的提升。实验最后,将氢化循环与热循环合并应用,优化后得到新型氢化热循环烧结工艺,即1100℃预烧结30 min,炉冷至850℃进行两次氢化循环,升温至1100℃烧结30min,在1100℃（?）850℃间5次热循环,最后于1100℃保温3小时。对比传统1250℃恒温烧结4小时,此时Ti–6Al–4V组织明显获得了改善,在采用相同粉末时平均β晶粒尺寸降低了40%,致密度提升了0.9%,平均孔隙长度降低了2.66%,平均孔隙圆度改善了1.67%。而使用细混合粉末后,平均β晶粒尺寸降低了55%,致密度提升了1.24%,平均孔隙长度降低了65.99%,平均孔隙圆度改善了2.85%,Ti–6Al–4V在烧结后不经后处理的情况下具备了细β晶粒尺寸（45-60μm）,较低氧含量（0.16-0.21%）和较高的相对密度（97.7-98.0%）,展现了强度和延展性之间的良好平衡,在15±2%的伸长率下抗拉强度可高达880±20MPa,为后续其他性能的提升提供了优良的组织基础。