热等静压整体近净成形是热等静压（Hot Isostatic Pressing,HIP）工艺结合粉末冶金与现代成形制造技术，在高温、高压致密化粉末材料的同时实现复杂零件的整体近净成形。该工艺材料利用率高，零件综合性能达同质锻件水平，是近净成形领域的研究热点和前沿。本文以HIP近净成形复杂钛合金零件为目标，以等离子旋转电极法制备的Ti6Al4V粉末为研究对象，就HIP近净成形中的若干关键工艺问题进行了研究。具体研究工作及成果如下：　　表征了等离子旋转电极法Ti6Al4V粉末表面和微观组织成份，并对Ti6Al4V粉末高温真空净化工艺及β相变温度进行了研究，该研究为热等静压工艺及优化奠定了基础。具体内容包括：借助X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）和气相色谱仪(Gas Chromatography,GC)对粉末表面氧化和吸附特性进行了研究。结果表明粉末表面氧化主要以Ti和Al元素的氧化物为主，氧化层主要成分为TiO2和Al2O3；粉末表面有O2、H2、N2及碳氧、碳氢化合物污染层，粉末表面氧化层和污染层厚度约为5nm。采用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）及X射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）分析了Ti6Al4V粉末的微观组织。结果表明等离子旋转电极法Ti6Al4V粉末由α马氏体相和残余β相组成。对高温真空脱气工艺的研究表明Ti6Al4V粉末的最佳高温真空脱气工艺为600℃/5×10-3Pa。采用热重-差热分析（Thermogravimetric-Differential Scanning Calorimetry,TG-DSC）及理论计算法确定了Ti6Al4V粉末的β相变温度为997℃。　　分析了Ti6Al4V合金粉末HIP后的微观组织与形成机理。Ti6Al4V合金粉末同时升温升压HIP工艺的微观组织呈空间连续网状结构等轴晶包裹板条晶的结构。粉末颗粒边界形变较大产生大应变带，最终由于动态再结晶形成颗粒边界的等轴晶区，即α马氏体相受热分解成的长条状α相，经大塑性变形后，长条状α相被破碎直接等轴化而成的等轴α相；颗粒内部形变较小，主要是板条状晶，包括少量等轴晶。随着HIP温度升高或者保温保压时间的增加，等轴晶区与板条晶区逐渐长大，等轴晶区合并成条状晶界。先升温后升压HIP工艺微观组织结构中不存在连续空间网状结构等轴晶区，α集束短粗和扭曲。　　优化了Ti6Al4V粉末HIP工艺，得到了最优的工艺参数。分别对850℃/120MPa/3h、910℃/120MPa/3h及950℃/120MPa/3h三组同时升温升压HIP工艺的Ti6Al4V力学性能进行研究，结果表明910℃/120MPa/3h获得的综合力学性能最优，屈服强度、抗拉强度分别达到了856MPa和969MPa，断后延伸率达12％，疲劳极限为350MPa，疲劳断口裂纹源在断口内部。在910℃/120MPa的HIP工艺下，延长保温保压时间，对性能没有改善；采用先升温后升压的HIP工艺，对910℃/120MPa/3h工艺下获得Ti6Al4V力学性能进行研究，结果表明屈服强度、抗拉强度分别为953MPa和1025MPa，断后延伸率12％，属于微孔聚集塑性断裂模式，疲劳极限450MPa，疲劳裂纹萌生于试样表面。采用先升温后升压的HIP工艺可明显改善零件的力学性能。　　探讨了不同HIP工艺下粉末致密化的微观机理。同时升温升压粉末致密化过程中，粉末颗粒的靠近和重排先于颗粒的塑性变形，粉末颗粒表面氧化膜在压力的作用下破碎，破碎的氧化膜在后续致密化过程中依然存在颗粒边界处而未消除，最终形成空间连续网状缺陷；先升温后升压HIP工艺粉末致密化过程中，粉末颗粒靠近和重排与颗粒的塑性变形与撕裂同时发生，原始颗粒表面氧化膜在压力和剪切力的作用下变成小碎片，并在随后的粉末致密化过程中融合入基体材料中，最终消除了连续网状氧化膜。因此，同时升温升压HIP工艺得到Ti6Al4V组织较细小，但粉末颗粒间结合质量不如先升温后升压HIP工艺，导致零件的力学性能比先升温后升压的降低。　　针对传统碳钢型芯及HIP工艺对成形零件的表面质量问题进行了探讨。结果表明：采用传统碳钢型芯，同时升温升压HIP工艺下，成形零件表面呈波浪状形貌，波峰尖锐，表面粗糙度Rz不超过最大粉末颗粒半径；采用先升温后升压HIP工艺得到平整零件表面，表面粗糙度与型芯表面粗糙度相当。控形型芯与成形零件间未发生明显元素扩散。　　提出采用石墨作为易去除控形型芯的新工艺。针对无隔离层石墨型芯，采用同时升温升压HIP工艺，得到成形零件表面粗糙度于石墨型芯粗糙度相当。针对具有镍隔离层的石墨型芯，在HIP过程中，镍隔离层向成形零件表面发生扩散，生成了耐磨的金属间化合物NiTi2。在使用石墨作为易去除型芯的基础上，首次提出在HIP整体成形零件结构的同时制备零件表面功能层的新工艺，该新工艺具有结构成形和功能层制备并行处理的无污染、节材、省时以及功能层高性能等特点。　　提出并验证了增材制造和HIP工艺相结合的快速成形工艺。针对HIP近净成形技术中复杂控形型芯难以成形的问题，本研究采用SLS-HIP复合成形方法，即采用基于选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)的增材制造技术实现复杂型芯的成形，并实现了复杂涡轮盘的热等静压近净成形；针对复杂包套难成形与难去除的问题，本研究验证了SLM-HIP复合成形同质包套新工艺，即采用基于选择性激光熔化(selective laser melting，SLM)的增材制造技术实现复杂同质包套的成形，HIP后不用去除包套的新方法。并提出利用SLM成形梯度渐变结构作为HIP用同质包套的新构思，有望解决同质包套界面组织和性能突变问题。　　最终，采用优化后的HIP工艺整体近净成形出了传统方法难以加工的直径为140mm的致密度为99.5％复杂叶盘，轮毂和叶冠直径尺寸误差±0.4mm，叶片成形误差±0.10mm。；零件微观组织靠近型芯区域由于HIP过程中粉末颗粒变形较大而出现等轴晶区，其它区域为板条晶区，从而微观组织出现“分层”现象；针对复杂结构粉末难以填充致密的特点，提出了两步法HIP近净成形工艺，并利用优化的HIP工艺成形了机匣等零件。