选用两种典型的钛合金Ti-6A1-4V和Ti-5Al-2.5Sn作为研究对象(以Ti-6A1-4V为主),首先对通过无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备的Ti-6A1-4V预合金粉末的固有特性和工艺性能进行了较为系统的表征；其次利用热等静压技术制备了理论全致密的粉末合金,从粉末材料和包套材料以及热等静压过程参数和后续的热处理工艺等方面分析了影响粉末合金力学性能的工艺因素；再次分析了粉末合金中孔隙缺陷的来源,研究了孔隙缺陷对粉末合金力学性能的影响和可能的愈合措施；最后采用有限元方法模拟粉末构件热等静压过程中的收缩变形,并与实验结果对比,试图找出包套/模具的设计准则。对比其他粒度区间的预合金粉末的工艺性能,250μm以下的粉末具有良好的流动性和最大的振实密度。气体雾化法制备的Ti-6A1-4V预合金粉末由单一的马氏体a’相组成,a’在850℃以上完全分解,且预合金粉末的β转变温度为987℃。热等静压工艺参数对预合金的致密化过程影响显著。通过测试不同热等静压状态下粉末合金的致密度和力学性能发现：Ti-6A1-4V预合金粉末在880-940℃,100MPa以上,保温保压3h进行热等静压能够获得理论全致密的粉末合金。热等静压工艺参数不合理和包套在热等静压成型过程中发生泄漏都会在粉末合金内部引入孔隙缺陷。检测粉末合金中是否含有氩气是甄别包套泄漏与否的有效手段。将含有孔隙缺陷的粉末合金进行二次热等静压,结果表明：由于热等静压参数引入的孔隙缺陷可以通过二次热等静压进行缺陷愈合；而包套发生泄漏样品是否能够重新达到完全致密化取决于其泄漏程度。分析冷却速度等影响粉末合金拉伸性能的工艺因素时发现：本文实验条件下,影响粉末合金拉伸性能的次序依次为：包套是否发生泄漏>冷却速度>包套表面状态>固溶温度和固溶时间>预合金粉末的粒度分布。对薄壁回转体构件内腔控形等三种典型包套/模具结构设计条件下,粉末的致密化过程进行有限元模拟。模拟结果和实际构件的收缩变形吻合较好。包套粉末体热等静压收缩变形过程中遵循“弱侧收缩”的原理。利用该原理,通过有限元模拟可以有效地指导和优化包套/模具的结构设计。