金属钛及其合金是性能优异的功能与结构材料,但昂贵的价格限制了其广泛应用。近净成形加工技术材料利用率高、加工流程短,具有大幅降低钛及其合金制品制备成本的潜力而备受关注。钛粉及钛合金粉通常为近净成形加工技术的原料,目前主要采用氢化脱氢法和雾化法制备,而这两种制粉方法所用原材料为高品级海绵钛、钛合金锭/棒材/丝材等,原材料价格高导致粉末成本高,极大削弱了近净成形加工方法的优势,因此研发低成本制备高品质钛粉技术是行业重要需求。本论文基于氢气协同镁深度脱氧技术的突破,提出了混合元素致密化烧结—深度脱氧联合法制备钛合金粉末的技术思路,该方法对原料氧含量要求大幅降低,增强了原料选择的灵活性,且用烧结代替高温熔炼过程,可望实现钛合金粉末的低成本制备。本论文以Ti-6Al-4V合金粉末的制备为目标,重点开展钛/铝/钒全组元低值原料替代高氧烧结时合金化/致密化/元素均匀化的规律研究,并优化烧结工艺,以建立Ti-6Al-4V合金粉低成本制备新方法新工艺。本论文得到如下主要结论:（1）本研究合成Ti-6Al-4V合金粉所用的粗钛和粗钒原料为采用相应氧化物经金属镁还原自制获得,其外观呈不规则状,并具有孔结构,粗钛含氧2.03 wt%、含氢3.31 wt%,粗钒含氧0.8255 wt%、含氢1.21 wt%,粗钛和粗钒形貌与其氧化物原料具有一定的继承性。（2）以径向收缩率作为烧结效果评价指标,研究发现烧结收缩率与烧结前驱体的配料方式相关,其中以自制粗钛与VAl合金混合压制烧结时烧结收缩最大、最致密,其原因在于自制粗钛的多孔结构具有高比表面积,进而提高了烧结活性。自制含氧粗钛与VAl合金在1200℃下烧结的孔隙率仅为0.48%,远低于致密低氧钛粉与VAl合金在相同条件下烧结的孔隙率3.02%。（3）不同配料方式获得的烧结前驱体氧含量差异显著,烧结规律与微观组织亦不相同。α相主峰位随着基体氧含量的升高向低衍射角度偏移,β相逐渐消失,甚至出现Ti60相;TC4典型网篮组织结构也随着氧含量的升高而消失。保证烧结效果所需的条件也随着前驱体氧含量升高而越来越高,如致密低氧钛与VAl合金烧结所需的最低条件为1000℃/8h;自制粗钛与VAl合金烧结时的最低条件为1100℃/2h;自制粗钛与铝粉、自制粗钒烧结时的最低条件为1200℃/2h;合金化效果能通过烧结条件提高而强化。（4）钒铝合金被单组元替代后烧结的致密化程度显著降低,且难以仅通过烧结条件强化得到改善,这与钛、铝、钒三者扩散速度差异密切相关。当钛与钒铝合金烧结时,Ti和Al的扩散速度大于V,在烧结初期生成Ti3Al相、并见V核,不会因Al扩散过快造成残孔;当钒铝合金被铝粉和粗钒粉替代时,烧结初期为Ti-V和Ti-Al二元独立扩散,此时因Al向钛基体快速扩散而形成Ti3Al相和残孔,铝源单独引入是导致烧结致密化程度降低的关键原因。（5）基于残孔生成原因,提出了铝源与其它原料预合金化再高温烧结以提高致密度的优化烧结方案,并获得了优化的预合金化方案。将铝粉与粗钒粉混合、并在800℃或900℃下预烧结,可获得铝粉相完全消失、铝钒元素分布均匀、形貌与粗钒相似的钒铝粗合金粉;将钒铝粗合金粉与自制钛粉混合压制、于1100℃下合金化后,烧结产物截面孔隙率降低至0.3%左右。该两步低—高温联合烧结工艺可实现钛源、钒铝合金完全替代后的高氧致密化/合金化烧结。（6）形成了 Ti-6Al-4V合金粉低成本制备的优化流程,并完成了百克级Ti-6Al-4V合金粉的制备,获得颗粒内部致密、主元素分布均匀、氧含量0.353 wt%、平均粒径71.6 μm、真密度为4.4285 g/cm3的粉末。与合金粉成分标准对比,主元素Ti、Al、V含量达标,Si与O杂质略微超标,但具有可控性。