本文通过显微组织观察、硬度和拉伸性能测试、热压缩试验等手段，研究氢处理对TC4合金的微观组织结构、力学性能和热变形行为的影响。以氢作为临时合金元素，利用氢致热塑性，降低热变形抗力，改善合金的热加工性能，使成形后的钛合金具有良好的综合力学性能。研究结果表明，置氢工艺参数会影响TC4合金的氢含量。氢渗入TC4合金后，组织细化。氢含量增加，导致马氏体生成，且数量增多，α板条内部形成大量的孪晶，条状β相内部形成大量的位错；氢含量达到一定量后，合金中形成氢化物。渗氢处理使得材料的室温硬度增加。渗氢时间延长，氢含量的增加，布氏硬度值增大；室温下含氢的试样延伸率均极低。600℃、700℃拉伸时，延伸率增大，但随着氢含量增多，强度升高，塑性降低。相同氢含量的试样，随着拉伸温度升高，强度降低，塑性提高。压缩温度升高，应变速率降低，导致压缩强度降低；在相同变形条件下，压缩强度与氢含量呈U型关系；在适当的氢含量下，压缩强度达到最低值。压缩变形温度升高，TC4合金的流变应力减小；适当的氢含量使流变应力降低；置氢合金的流变应力随应变的增大而快速下降，其稳态流变应力仅为峰值的50-70%，显著低于未置氢合金。热压缩变形导致TC4合金组织扭曲变形，局部析出相互平行的丛状次生α相；含氢量高的TC4合金晶界处部分β相破碎，α板条尺寸减小，形成少量α相等轴组织。变形温度升高，变形速率减小，则β相扭曲变形减小，α板条尺寸小，晶界明显；变形温度降低，变形速率增大，则条状β相变形严重，α板条扭曲，晶界变的模糊不清。本文确定750℃真空退火8小时工艺为较佳去氢工艺；置氢TC4合金去氢后的显微组织形貌与渗氢工艺有关，渗氢温度较高时，去氢后组织仍保留渗氢后的组织形貌，氢化物分解，氢逸出，β相晶界变得清晰，组织较为细小；置氢TC4合金经过热变形之后，再进行真空去氢处理，硬度值高于原始态合金和热变形置氢合金。